天文
首次实验证实黑洞周围存在“死亡漩涡”
牛津大学物理团队利用 X 射线数据，首次实验证实黑洞周围存在“死亡漩涡”区域，物质在此无法逃逸，并被拽向黑洞中心。
由牛津大学物理系研究人员领导的国际团队，证实了爱因斯坦关于黑洞关键预言的正确性。他们利用 X 射线数据测试爱因斯坦的引力理论，首次通过观测证明了黑洞周围存在“死亡漩涡”区域。物质在这个区域无法再围绕黑洞旋转，而是直接坠落其中。此外，研究小组还发现，该区域存在着银河系已知的一些最强引力。这项研究成果发表在《皇家天文学会月刊通知》上。
牛津大学物理系的天体物理学家们一直在广泛研究黑洞周围的未解之谜。这项新研究则聚焦于相对靠近地球的较小黑洞，利用美国宇航局的 NuSTAR 和 NICER 太空望远镜收集的 X 射线数据进行分析。今年晚些时候，牛津大学的另一个团队还将参与一项欧洲计划，希望能首次拍摄到更大、更遥远的黑洞视频。
与牛顿的引力理论不同，爱因斯坦的理论认为，足够靠近黑洞时，粒子将无法安全地维持环绕轨道。相反，它们会迅速地以接近光速的速度“坠入”黑洞。牛津大学的研究首次利用 X 射线数据深入评估了这一区域，以更好地理解黑洞产生的引力。
“这是我们首次观察到等离子体从恒星外缘剥离，最终坠入黑洞中心的过程，而该过程发生在一个大约一万光年之外的系统中，”领导这项研究的牛津大学物理系安德鲁·穆默里博士说。 “真正令人兴奋的是，银河系中存在许多黑洞，我们现在拥有了一种强大的新技术，可以利用它们来研究已知的最强引力场。”
“爱因斯坦的理论预言了这种最终坠落的存在，但这还是我们第一次能够证明它的发生，” 穆默里博士继续说道。 “可以把它想象成一条河流变成瀑布——到目前为止，我们一直只看到河流。这是我们第一次看到瀑布。”
“我们相信这项研究代表了黑洞研究的激动人心的新进展，使我们能够探索黑洞周围的这个最终区域。只有这样，我们才能完全理解引力，” 穆默里补充道。 “等离子体的最终坠落发生在黑洞的最边缘，展示了物质对最强引力的响应。”
几十年来，天体物理学家们一直试图通过研究围绕黑洞旋转的物质盘来了解黑洞表面附近发生的情况。时空存在着一个最终区域，称为“死亡漩涡”，在这个区域内，物质无法停止最终坠入黑洞，周围的流体实际上注定要被吞噬。
天体物理学家们就所谓的“死亡漩涡”是否可被探测展开辩论已经持续了几十年。牛津大学的研究团队花了过去几年为其开发模型，并在刚刚发表的研究中展示了他们利用 X 射线望远镜和国际空间站的数据首次确认探测到它。
这项研究虽然关注较小的、离地球更近的黑洞，但牛津大学物理系的另一个研究团队正参与一项欧洲计划，建造一个名为“非洲毫米波望远镜”的新型望远镜，这将大大增强我们直接拍摄黑洞图像的能力。该项目已经获得超过 1000 万欧元的资金，其中一部分将支持纳米比亚大学的首批天体物理学博士学位项目，他们将与牛津大学物理系团队密切合作。
预计新望远镜将首次能够观测和拍摄我们银河系中心以及更远处的巨大黑洞。和小型黑洞一样，大型黑洞预计也拥有“事件视界”，随着黑洞旋转，物质会像螺旋状一样从太空被拉向其中心。这些黑洞代表着几乎无法想象的能量源，研究团队希望能够首次观测和拍摄它们旋转的景象。
本文译自 University of Oxford，由 BALI 编辑发布。