黑洞，一個時空區(qū)域。

黑洞是怎么形成的？

在一項新的研究中，科學(xué)家們首次探測到來自黑洞背后的回聲光。(圖片來源: NASA)

有史以來第一次，科學(xué)家看到了來自黑洞背后的光。

黑洞是時空中的區(qū)域，那里的引力非常強大，甚至連光都無法逃脫其控制。然而，雖然光無法逃離黑洞，但其極端的引力會扭曲它周圍的空間，這使得光能夠 "回轉(zhuǎn)"，在物體的背面彎曲。由于這一奇怪的現(xiàn)象，天文學(xué)家首次觀察到了來自黑洞背后的光線。

根據(jù)歐空局的一份聲明，在一項新的研究中，由加州斯坦福大學(xué)的天體物理學(xué)家丹-威爾金斯領(lǐng)導(dǎo)的研究人員使用歐洲航天局的XMM-Newton和美國宇航局的NuSTAR太空望遠鏡來觀察一個黑洞背后的光線，這個黑洞的質(zhì)量是太陽的1000萬倍，位于8億光年外的漩渦星系I Zwicky 1。

描述黑洞背后光線的信息圖。 (圖片來源：歐空局)

這項研究始于研究人員希望擴大我們對黑洞日冕的了解，日冕是經(jīng)常從這些天體附近輻射出來的X射線的來源。明亮的X射線光耀斑是由從黑洞吸積盤落入黑洞的氣體發(fā)出的，吸積盤是環(huán)繞和 "喂養(yǎng) "這些天體的灰塵和氣體盤。

研究小組在I Zwicky 1中發(fā)現(xiàn)了一個X射線耀斑，它是如此明亮，以至于一些光線反射到了落回黑洞的氣體上。當(dāng)這些反射光在黑洞背面被該物體的極端重力彎曲時，研究小組才能夠使用歐空局和美國宇航局的太空望遠鏡發(fā)現(xiàn)它。

研究小組不僅觀察到了這種光，這是第一次像這樣直接觀察到它；他們還注意到了X射線光在彎曲和圍繞黑洞背面移動時如何改變顏色。通過觀察光線圍繞黑洞背面的軌跡，研究人員希望能更多地了解在距離這些引力漩渦那么近的地方到底發(fā)生了什么。

根據(jù)聲明，在這項突破性的研究之后，研究小組旨在創(chuàng)建一個黑洞周圍的三維地圖。他們還希望更好地了解黑洞日冕，探索黑洞的日冕如何能夠產(chǎn)生這些明亮的X射線耀斑。

黑洞是一個時空區(qū)域，其中的引力非常強大，以至于沒有任何東西--沒有粒子，甚至沒有光這樣的電磁輻射能夠從其中逃脫。[2] 廣義相對論預(yù)測，一個足夠緊湊的質(zhì)量可以使時空變形，形成一個黑洞。[3][4] 無法逃脫的邊界被稱為事件視界。雖然它對穿越它的物體的命運和情況有巨大的影響，但根據(jù)廣義相對論，它沒有局部可探測的特征。[5] 在許多方面，黑洞的行為就像一個理想的黑體，因為它并不反射光。[6][7] 此外，彎曲時空的量子場理論預(yù)測，事件視界會發(fā)出霍金輻射，其光譜與黑體的溫度成反比，與它的質(zhì)量相同。對于恒星黑洞來說，這個溫度是十億分之一開爾文的量級，因此基本上不可能直接觀察到。

18世紀(jì)，約翰-米歇爾和皮埃爾-西蒙-拉普拉斯首次考慮了引力場太強導(dǎo)致光無法逃脫的物體。[8] 1916年，卡爾-施瓦茨柴爾德發(fā)現(xiàn)了廣義相對論的第一個現(xiàn)代化解決方案，將黑洞的特征描述出來。大衛(wèi)-芬克爾斯坦在1958年首次發(fā)表了對 "黑洞 "的解釋，認為它是一個任何東西都無法逃離的空間區(qū)域。長期以來，黑洞被認為是一種數(shù)學(xué)上的好奇心；直到20世紀(jì)60年代，理論研究才表明它們是廣義相對論的一個一般預(yù)測。喬斯林-貝爾-伯內(nèi)爾在1967年發(fā)現(xiàn)的中子星引發(fā)了人們對引力坍縮的緊湊物體作為一種可能的天體物理學(xué)現(xiàn)實的興趣。第一個已知的黑洞是天鵝X-1，由幾位研究人員在1971年獨立鑒定。

恒星質(zhì)量的黑洞是在大質(zhì)量恒星在其生命周期結(jié)束時坍縮時形成的。在黑洞形成后，它可以通過吸收周圍環(huán)境的質(zhì)量而成長。具有數(shù)百萬太陽質(zhì)量（M☉）的超大質(zhì)量黑洞可能通過吸收其他恒星并與其他黑洞合并而形成。人們一致認為，超大質(zhì)量黑洞存在于大多數(shù)星系的中心。

BY: Chelsea Gohd

FY:詩涵詩涵

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