黑洞背後的光也看得到


最近美國史丹佛大學天體物理學家丹·威金斯(Dan Wilkins)團隊使用歐洲和美國的X射線太空望遠鏡,首次次觀察到了來自黑洞背向地球那一側的光。這顆黑洞位於八億光年外的星系中,質量是太陽的一千萬倍。研究團隊觀察到一系列明亮的X射線耀斑,這在黑洞上很常見,不過他們還記錄到一些意想不到的東西:亮度略低、在時間與頻率略有偏差的額外X射線耀斑。

黑洞是宇宙中最神奇的物體,它的重力如此強大,可以大幅彎曲時空,讓光的路徑產生明顯彎折。根據愛因斯坦的廣義相對論,從黑洞背向地球那一側出現的光,甚至能360度迴轉朝向地球方向前進,這次天文學家便是第一次觀察到這樣的現象。

這項研究始於增進科學家對黑洞附近類似日冕結構的理解,通常是黑洞附近主要的X射線光源。當黑洞附近吸積盤中的塵埃和氣體高速落向黑洞,明亮的X射線耀斑便在這個過程中發出。

研究團隊在觀察黑洞日冕時,注意到了X射線在彎曲並繞出黑洞後方時,出現時間差與頻率的些微變化。在這項開創性的研究之後,未來該團隊將致力於繪出黑洞周圍環境的立體圖像,也希望更了解黑洞日冕,並持續研究黑洞日冕產生這些明亮X射線耀斑的機制。

【圖:互聯網;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年7月28日出版的《自然》期刊

標題是:Light bending and X-ray echoes from behind a supermassive black hole

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03667-0

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