美國(guó)物理學(xué)家首次觀測(cè)到來自黑洞背后的光

據(jù)近日發(fā)表在《自然》雜志上的論文，由美國(guó)斯坦福大學(xué)天體物理學(xué)家丹·威爾金斯領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)首次觀測(cè)到來自黑洞背后的光。

黑洞是時(shí)空中的區(qū)域，那里引力強(qiáng)大到連光都無法逃脫。愛因斯坦的理論指出，黑洞扭曲其周圍的空間結(jié)構(gòu)，當(dāng)扭曲的磁場(chǎng)充當(dāng)黑洞的一面鏡子時(shí)，應(yīng)該有可能看到從黑洞背面發(fā)射出的光波。

此次，研究團(tuán)隊(duì)使用歐洲空間局的XMM-牛頓和美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的NuSTAR太空望遠(yuǎn)鏡，在觀察8億光年外星系中心的超大質(zhì)量黑洞發(fā)出的X射線時(shí)，注意到了一系列明亮的X射線耀斑。他們還觀察到更多比耀斑亮度更小、發(fā)出時(shí)間更晚，而且具有不同顏色的“光回波”。這是天文學(xué)家第一次觀察到光從黑洞背面反射出來的“回波”。

威爾金斯稱，被黑洞卷入的任何光都無法從中逃脫，所以我們應(yīng)該看不到黑洞后面的東西。之所以能得到這樣的觀察結(jié)果，是因?yàn)楹诙凑谂で鷷r(shí)空，使得周圍的磁場(chǎng)和光線彎曲。

廣義相對(duì)論認(rèn)為，萬有引力的本質(zhì)是時(shí)空彎曲，質(zhì)量(或者能量)是時(shí)空彎曲的原因。反過來，這個(gè)彎曲的空間決定了能量和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)則。即使光以直線傳播，穿過時(shí)空高度彎曲區(qū)域的光，比如黑洞周圍的空間，也會(huì)以曲線的形式傳播——在這種情況下，光從它的后面?zhèn)鞑サ剿那懊妗?/p>

這不是天文學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)黑洞扭曲光線引起的引力透鏡現(xiàn)象，但這是他們第一次看到來自黑洞后方的“光回波”。

下一步，團(tuán)隊(duì)目標(biāo)是創(chuàng)建黑洞周圍環(huán)境的3D地圖。研究人員表示，希望研究可以幫助增進(jìn)我們對(duì)黑洞日冕的理解，并探索黑洞日冕是如何產(chǎn)生這些明亮的X射線耀斑的。(實(shí)習(xí)記者張佳欣)