透過神奇的愛因斯坦十字,天文學家窺見遙遠黑洞的秘密!
愛因斯坦的廣義相對論創造性地將一維時間和三維空間交織成四維時空,並指出引力實質上是帶質量物體彎曲時空所產生的表現。對此,約翰·惠勒作出了精闢的總結——時空告訴物質如何運動;物質告訴時空如何彎曲。
根據廣義相對論,當光從引力場經過時,由於周圍時空是彎曲的,光線也會發生彎曲。光線彎曲的程度主要取決於時空彎曲的程度,或者說是引力場的強度。這正是宇宙中產生所謂引力透鏡效應的原因。
引力透鏡效應指的是,背景光源發出的光在經過星系團或星系等天體的引力場附近時,會像經過透鏡一般發生彎曲,形成多個像。時至今日,引力透鏡效應不再是傳說。這種神奇現象不僅早已被觀測證實,還是天文學家研究宇宙的一件天然神器,有助於揭示遙遠天體的情況。
愛因斯坦十字是引力透鏡效應最著名的例證之一。在星系團或星系的引力透鏡效應作用下,背景光源形成四重影像,分布在星系團或星系四周,形如十字。
最近,在一項新研究中,天文學家透過神奇的愛因斯坦十字,窺見五個遙遠的超大質量黑洞的秘密,測量了它們的旋轉速度。
遙遠星系中心的超大質量黑洞往往非常活躍,不斷瘋狂吞噬周圍物質。這些物質會在黑洞周圍形成一個吸積盤,吸積盤中的塵埃氣體因受強大潮汐力作用而以不同速度高速運轉,被劇烈摩擦加熱到超高溫度,在各波段爆發出驚人閃光。在天文學上,這通常被稱為類星體。
在這項新研究中,天文學家利用NASA的錢德拉X射線天文台,結合引力透鏡效應,對宇宙中五個遙遠的類星體展開觀測,並捕獲到一些細節特徵。
據介紹,這五個類星體所對應的超大質量黑洞距離我們約98-109億光年,質量介於太陽的1.6-5億倍。觀測結果表明,其中一個黑洞周圍的吸積盤中物質的運動速度竟高達70%光速。這意味著這個黑洞必須以接近光速在旋轉,相當不可思議。
研究人員已經將相關發現發布在《天體物理學》雜誌上。
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