大宇宙

測(cè)量黑洞的內(nèi)部

近日，加州理工學(xué)院的研究人員利用美國(guó)航空航天局的核光譜望遠(yuǎn)鏡陣列和歐空局的XMM- 牛頓衛(wèi)星對(duì)一個(gè)鄰近的超大質(zhì)量黑洞進(jìn)行了觀測(cè)。他們發(fā)現(xiàn)，隨著黑洞大量吞噬宇宙物質(zhì)，其內(nèi)部的強(qiáng)風(fēng)會(huì)經(jīng)歷極為快速的加熱和冷卻過程。

超大質(zhì)量黑洞在吞噬氣體、塵埃和其他物質(zhì)的同時(shí)，會(huì)將周圍吸積盤中的物質(zhì)以極快的速度拋出去，形成強(qiáng)勁的星風(fēng)和噴流。從超大質(zhì)量黑洞邊緣發(fā)出的X 射線在射向地球的過程中會(huì)經(jīng)過這些星風(fēng)，其中的部分波長(zhǎng)會(huì)被星風(fēng)中的不同元素吸收，比如鐵和鎂。由于X射線可將星風(fēng)加熱到數(shù)百萬攝氏度，在這種情況下，星風(fēng)無法吸收更多的X 射線，吸收特征就會(huì)消失。不過，隨著溫度的降低，這些吸收特征會(huì)重新出現(xiàn)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些吸收特征從消失到重新出現(xiàn)只用了短短幾小時(shí)。“這是我們第一次觀測(cè)到星風(fēng)與黑洞輻射之間的相互作用。”論文第一作者、劍橋大學(xué)天文學(xué)研究所的邁克爾·帕克說，“接下來對(duì)這一問題的研究很可能帶給我們很多方面的啟示，包括這些星風(fēng)如何形成、如何獲得能量、它們的位置、它們的密度，以及它們持續(xù)的時(shí)間。所有這些都將使我們對(duì)黑洞與其所在星系之間的關(guān)系有更深入的了解。”

把太陽(yáng)變成尋找系外行星的“放大鏡”

美國(guó)航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家提出了一項(xiàng)大膽的計(jì)劃：把太陽(yáng)變成一臺(tái)巨大的望遠(yuǎn)鏡，利用引力透鏡效應(yīng)，以極高的解析度觀察系外行星。

該計(jì)劃是在近期召開的“行星科學(xué)遠(yuǎn)景2050研討會(huì)”上提出的。如果這一計(jì)劃獲得成功，我們將有機(jī)會(huì)一瞥系外行星前所未有的細(xì)節(jié)，揭示它們的表面特征和宜居跡象。“最適合系外行星多像素成像的地方被稱為太陽(yáng)引力透鏡聚焦區(qū)域，這是利用了太陽(yáng)的巨大引力場(chǎng)，使遙遠(yuǎn)、微弱的光源聚焦到了該區(qū)域之內(nèi)。”研究團(tuán)隊(duì)寫道。基于這一效應(yīng)，該計(jì)劃將部署一臺(tái)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，使其可以直接獲得系外類地行星的圖像。

根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，光線在經(jīng)過引力場(chǎng)附近時(shí)會(huì)出現(xiàn)折射效應(yīng)。這意味著，一個(gè)像太陽(yáng)這樣的大型天體能夠像透鏡一樣使光線彎曲。“結(jié)果就是，經(jīng)過‘透鏡的光線受到引力作用后發(fā)生偏斜，匯聚在一組焦點(diǎn)上。”研究者解釋道，“在所有太陽(yáng)系天體中，只有太陽(yáng)的質(zhì)量足夠大，能使焦距落在地球觀測(cè)手段能達(dá)到的范圍內(nèi)。”