第一次在黑洞后面发现光线,证明爱因斯坦是正确的

有史以来第一次,天文学家直接探测到来自超大质量黑洞背后的光。这一发现再次证明爱因斯坦的广义相对论是正确的。

利用欧洲航天局的xmm -牛顿和美国宇航局的NuSTAR太空望远镜,研究人员观察了这个黑洞向宇宙发射x射线的过程。该黑洞的质量大约是太阳的1000万倍,位于附近一个名为I Zwicky的螺旋星系的中心,距离地球18亿光年。

在观测到一系列明亮的x射线耀斑后,一些前所未有的现象发生了——更多的闪光比它们的前一次更小、更晚,而且“颜色”也不同。根据本周发表在《自然》(Nature)杂志上的一项研究,光的“回声”似乎与黑洞后面反射的x射线一致——对于光的起源来说,这是一个非常奇怪的地方。

黑洞的引力是如此强大,以至于光无法逃离它们。然而,光可以“反射”,环绕在天体现象的背后,让天文学家看到它。

第一次在黑洞后面发现光线,证明爱因斯坦是正确的

该研究的主要作者丹·威尔金斯在一份声明中说:“任何进入黑洞的光都不会出来,所以我们不应该看到黑洞后面的任何东西。”“我们能看到这一点的原因是,黑洞正在扭曲空间,弯曲光线,扭曲自身周围的磁场。”

虽然爱因斯坦在1916年就预言了黑洞的引力能够使其周围的光线弯曲,但这一预言直到现在才得到证实。

“50年前,当天体物理学家开始推测磁场在接近黑洞时的行为时,他们不知道有一天我们可能会有直接观察这一现象的技术,并看到爱因斯坦广义相对论的实际作用,”合著者罗杰·布兰福德说。

研究人员甚至没有想要证实爱因斯坦的理论。他们最初试图揭开黑洞的一种奇怪特征——日冕的神秘面纱,这是明亮的x射线的来源。

威尔金斯说:“几年来,我一直在从理论上预测这些回声对我们的影响。”“我已经在我的理论中看到了它们,所以一旦我在望远镜观测中看到它们,我就能找出它们之间的联系。”

主流理论认为,日冕是在气体不断落入黑洞后形成的,在黑洞周围形成了一个旋转的圆盘,“就像水冲进下水道一样”。然后,气体盘被加热到数百万度,产生一个扭曲的磁场,最终破裂,释放其能量,产生日冕。

威尔金斯说:“这个磁场绑在一起,然后突然靠近黑洞,加热它周围的一切,并产生这些高能电子,这些电子接着产生x射线。”

从这里开始,天文学家希望利用x射线回声环绕黑洞时所观察到的各种“颜色”,来创建黑洞周围的3D地图。他们还希望了解日冕是如何产生如此明亮的耀斑的。

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页面更新:2024-03-10

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