新方法利用X射线放大镜探索超级黑洞

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【大纪元2021年09月27日讯】(大纪元记者笛睿编译报导)一组研究人员利用“X射线放大镜”的新方法,成功地探查到远在120亿光年之外黑洞的情况。结果发现在宇宙诞生初期,一些质量高达太阳几十亿倍的黑洞已经成型。按照现有黑洞演化的理论这不大好解释,它们怎么会在这么短的时间内累积长到这么大?

这项由哈佛-史密森尼天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics,简称CfA)引领的研究,按照引力透镜理论,从钱德拉X射线观测台(Chandra X-ray Observatory)搜集的X射线信号中过滤掉透镜的因素,从而揭示出位于如此遥远宇宙区域里面天体的信息,所以他们把这套方法称为犹如使用了“X射线放大镜”。

引力透镜现象指的是,遥远天体发出的信号,在抵达地球观测点的途中被巨大的天体放大或偏折后造成的效果。这份研究发现,实际上来自MG B2016+112系统的三个信号,是只有两个信号源在引力透镜下被折射成了三个。

在这份研究之前,其他研究组从这个系统发出的射电信号推测,这个系统由两个超级黑洞组成,而且每个黑洞可能还发出一个喷射流。这份研究通过X射线结合引力透镜模型,分析出这个系统更多细节。

这份研究认为,这三个信号中的两个应该是同一个信号源被引力透镜现象造成的重影效果;另一个信号则是来自那里的另一个信号源,但是也已经被放大了300倍。

但是这份研究不能确定的是这两个信号源所代表的天体究竟是什么:有可能是两个正在成长的超级黑洞;也有可能只有一个正在成长的超级黑洞,另一个信号则是来自它所发出的喷射流。不管是哪种情形,这两个信号源在引力透镜的作用下,都被变成了钱德拉观测台接收到的三个X射线信号。

研究人员表示,按照现有天文学理论的认知,宇宙大约有140亿年的历史,这意味着他们看到的信号是这个黑洞、或是这两个黑洞在宇宙诞生后仅20亿年的时候发出的信号。

这项研究的负责人CfA的施瓦茨(Dan Schwartz)说:“要不是找到这个‘放大镜’,要想从X射线研究位于那么远位置的天体几乎不可能。”

另一位研究者意大利国家天体物理研究所(INAF)的斯宾戈拉(Cristiana Spingola)说:“天文学家发现在大爆炸之后仅几亿年的时候,宇宙中就已经有了质量是太阳几十亿倍这么大的黑洞。我们想解开这个谜,这些超级黑洞成长的速度怎么会这块。”

这份研究报告8月11日发表于《天体物理学期刊》(The Astrophysical Journal)。◇

责任编辑:朱涵儒

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