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美國研究團隊利用NuSTAR太空望遠鏡首次觀測到來自黑洞背后的光

2021-08-02 09:48:49 來源:科技日報

據近日發表在《自然》雜志上的論文,由美國斯坦福大學天體物理學家丹·威爾金斯領導的研究團隊首次觀測到來自黑洞背后的光。

黑洞是時空中的區域,那里引力強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構,當扭曲的磁場充當黑洞的一面鏡子時,應該有可能看到從黑洞背面發射出的光波。

此次,研究團隊使用歐洲空間局的XMM-牛頓和美國國家航空航天局(NASA)的NuSTAR太空望遠鏡,在觀察8億光年外星系中心的超大質量黑洞發出的X射線時,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、發出時間更晚,而且具有不同顏色的“光回波”。這是天文學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,所以我們應該看不到黑洞后面的東西。之所以能得到這樣的觀察結果,是因為黑洞正在扭曲時空,使得周圍的磁場和光線彎曲。

廣義相對論認為,萬有引力的本質是時空彎曲,質量(或者能量)是時空彎曲的原因。反過來,這個彎曲的空間決定了能量和物質運動的規則。即使光以直線傳播,穿過時空高度彎曲區域的光,比如黑洞周圍的空間,也會以曲線的形式傳播——在這種情況下,光從它的后面傳播到它的前面。

這不是天文學家第一次發現黑洞扭曲光線引起的引力透鏡現象,但這是他們第一次看到來自黑洞后方的“光回波”。

下一步,團隊目標是創建黑洞周圍環境的3D地圖。研究人員表示,希望研究可以幫助增進我們對黑洞日冕的理解,并探索黑洞日冕是如何產生這些明亮的X射線耀斑的。(科技日報實習記者 張佳欣)

關鍵詞: NuSTAR太空望遠鏡 黑洞 光波 愛因斯坦

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