“看見”黑洞!科學家首次觀測到黑洞天體可見光

新浪科技訊 北京時間1月25日消息，近日，一個由日本科學家領銜的國際天文學家小組宣稱，他們首次觀測到從一個黑洞周圍發出的暗弱可見光。事實上，只要使用一台中等口徑的天文望遠鏡，任何人都能夠親眼目睹這道亮光。

科學家們表示，此次觀測到的亮度變化顯著的這一可見光信號將有助於我們加深對於物質盤旋落入黑洞過程機制的理解。研究人員同時還公佈了一段錄像，呈現的是望遠鏡視野中觀測到的來自黑洞的光芒。在一份聲明中，該研究組明確表示，只要使用一台口徑大約20厘米左右的望遠鏡，你就能夠觀測到這一亮光信號。

來自黑洞的可見光

黑洞之所以被稱作黑洞，就是因為它一般被認為是任何物質的窮途末路——任何物質只要進入黑洞事件邊界便再也沒有機會逃脫，甚至是光線也是一樣。但是這些即將 被黑洞吞噬的物質也並非是直接掉進黑洞的，而是會盤旋下降形成一個吸積盤。在這個吸積盤的內部，物質顆粒之間的劇烈摩擦將生極高溫度，甚至可以超過1000萬攝氏度，從而發出劇烈輻射。

早在40度 年前，科學家們便已經在銀河系內部發現了黑洞周圍存在吸積盤現象。而此前的研究已經發現這種黑洞的吸積盤對於黑洞所在的宿主星系動力學結構將會生顯著影 響。舉例來，周圍存在吸積盤的黑洞有時候會生一種強大的等離子體噴流，被稱作“相對論性噴流”，這種噴流以接近光速的極高速度噴出，能夠穿過整個星 系。這樣強大的噴流有可能會對星系的演化過程生影響。然而，這項研究的第一完成人，日本京都大學天文學家木村真理子和她的同事們指出，我們目前對於這種 吸積盤結構的知識還仍然知之甚少，因為在物質向著黑洞中心盤旋下落的過程中可以有非常複雜的行為機制。

為了更多了解這種神秘的吸積過程，研究人員對天鵝座V404進行了研究，這是一個其中一個成員是黑洞的雙星系統，其中黑洞的質量約為太陽的9倍，雙星系統中另外一個成員恆星的質量則比太陽稍大一些。該雙星系統距離地球大約7800光年，其中包含的這個黑洞是距離地球最近的黑洞之一。

在經過26年的休眠沉寂之后，天文學家們在2015年探測到來自天鵝座V404的強烈X射線爆發，爆發持續了大約兩周時間。來自黑洞吸積盤的劇烈活動使天鵝座V404短暫地成為可觀測宇宙中最明亮的X射線爆發源。

在這次爆發事件之后，研究人員緊接探測到從天鵝座V404發出的可見光閃爍信號，其閃爍周期從100秒到150分鐘不等。正常情況下，天文學家們會在X射線波段或γ射線波段對黑洞進行監測，而不是可見光波段。

木村真理子指出：“我們首次發現黑洞周遭的活動可以在可見光波段以很低的亮度呈現出來。”她：“這些發現錶明，我們完全可能使用常規的光學望遠鏡，而不是特製的X射線或γ射線望遠鏡對黑洞現象進行觀察。”

閃爍信號成因的不同解釋

在此之前，天文學家們在X射線波段也監測到類似的閃爍現象——他們在對位於天鷹座，距離地球約3.59萬光年的黑洞天體GRS 1915+105進行監測時注意到這一現象。GRS 1915+105正經歷劇烈的吸積過程。基於這一觀測事實，天文學家們原先認為這樣的閃爍可能是由於黑洞吸積盤內部的因為快速吸積造成失穩而導致的。

然而，天鵝座V404周圍吸積盤的吸積速率至少要比其他同樣觀測到類似閃爍現象的黑洞要低10倍以上。這就表明高吸積率可能並非造成這種閃爍現象的主要原因。

相反，科學家們注意到不管是天鵝座 V404還是GRS 1915+105， 這些黑洞與它們的伴星之間通常都相隔一段較遠的距離，從而允許在其周圍形成較大的吸積盤結構。在這樣規模較大的吸積盤結構中，從吸積盤外側向吸積盤內側 盤旋移動的物質可能並非“一路順暢”，從而在此過程中生失穩和震蕩，而這一過程則恰好可以解釋這些黑洞生閃爍信號。

科學家們表示他們希望能夠開展相關課題的國際合作研究，從而加深我們對於這些極端天體本質的理解。

木村真理子表示：“依托國際合作，我們能夠獲取位於全球26處不同地點的35台大型望遠鏡的光學觀測數據。我們希望未來能有更多人參與到對黑洞雙星的觀測中來。”

相關研究結果已經在本月初刊載於《自然》雜誌上。（晨風）