• 斯坦福大學的研究人員注意到黑洞的一些奇怪的 X 射線行為
• 愛因斯坦早在 100 多年前就預言了這一現象
• 需要做更多的工作才能完全理解這個過程

斯坦福大學的研究人員在觀察來自8 億光年外星系中心超大質量黑洞的 X 射線時發現了一種奇怪的模式。看來，黑洞正在将這些射線噴射到它周圍的宇宙中。

進行觀察的丹·威爾金斯（Dan Wilkins）看到了許多令人興奮但并不罕見的明亮 X 射線耀斑。然後，望遠鏡發現了一個驚喜：更多的 X 射線閃光比明亮的耀斑更小、更晚，并且具有不同的“顔色”。

這種現象以前被理論化存在，并且解釋為随着氣體下降到超大質量黑洞中，會産生明亮的 X 射線發射耀斑——正如研究人員所看到的那樣。

然後在耀斑消退後觀察到短暫的 X 射線閃光。這些閃光對應于來自圓盤遠端邊緣的耀斑反射，該圓盤已被其強大的引力場圍繞黑洞彎曲。然後，耀斑從向黑洞墜落的氣體中回蕩。

盡管即使是對黑洞的初步了解也表明這是一個奇怪的光起源地，但該理論表明，這些明亮的回聲與從黑洞後面反射的 X 射線兼容。

“進入那個黑洞的任何光都不會出來，所以我們不應該看到黑洞後面的任何東西，”威爾金斯解釋說，他是卡夫利粒子天體物理和宇宙學研究所的研究科學家。斯坦福大學和 SLAC 國家加速器實驗室。”

“然而，黑洞的另一個奇怪特征使這種觀察成為可能。“我們之所以能看到這一點，是因為黑洞正在扭曲空間，彎曲光線并扭曲自身周圍的磁場，”威爾金斯補充道。

2022 年 7 月 28 日發表在《自然》雜志上的一項研究描述了這一奇怪的發現（鍊接如下）。這是第一次直接觀察到直接來自黑洞後面的光，愛因斯坦的廣義相對論預測了這種情況，但以前從未得到證實。

“五十年前，當天體物理學家開始推測磁場在黑洞附近的表現時，他們不知道有一天我們可能擁有直接觀察這一點并看到愛因斯坦廣義相對論在行動中的技術，”說Roger Blandford 是該論文的合著者，他是人文與科學學院的 Luke Blossom 教授、斯坦福大學物理學教授和 SLAC 粒子物理學和天體物理學教授。

該研究最初是為了研究黑洞日冕

這項研究的最初目标是更好地了解日冕，這是一些黑洞的一個令人費解的特征。宇宙中最亮的恒定光源是由落入超大質量黑洞的物質驅動的，當它這樣做時，會在黑洞周圍形成一個日冕。通過分析這些 X 射線光子，可以繪制和描述黑洞。

根據主流理論，當氣體進入黑洞并過熱到數百萬度時，就會産生日冕。當電子在該溫度下從原子分裂時，會産生磁化等離子體。

随着描述和理解日冕的努力的進展，将需要更多的觀察。由歐洲航天局建造的 X 射線天文台雅典娜将成為未來的一部分（用于高能天體物理學的高級望遠鏡）。威爾金斯正在斯坦福大學物理學教授史蒂夫艾倫的實驗室中為雅典娜開發廣域成像儀探測器，以及 SLAC 的粒子物理學和天體物理學。