新數據再證實愛因斯坦預測正確，黑洞周圍有物質暴跌區域

皇帝 | 2024-5-30 09:06:15

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愛因斯坦百年前的廣義相對論預測，黑洞周圍存在所謂「暴跌區域」，會以光速加速物質並導致它們停止繞黑洞旋轉，改而垂直下降、急遽落入黑洞。現在，對一個遙遠黑洞的 X 射線觀測數據證明愛因斯坦又是對的。

所有事物超過黑洞底線，等待的便是被吞噬結局，但物質從事件視界外掉入黑洞究竟呈現什麼畫面？

1915年，愛因斯坦廣義相對論預測一旦物質足夠接近黑洞，後者巨大引力就會迫使物質脫離穩定繞行的軌道並直接陷入黑洞，看起來就像垂直掉進無底深淵。

最近，根據 NASA 核光譜望遠鏡陣列（Nuclear Spectroscopic Telescope Array，NuSTAR）、NICER 太空望遠鏡對一個黑洞進行的 X 射線觀測，終於證實此「黑洞暴跌區」存在。

黑洞名為 MAXI J1820+070，質量約太陽 8.5 倍，與另一伴星組成聯星系統，距離我們 10,000 光年，當這對天體相互繞行，黑洞會從伴星身上剝離物質形成灼熱吸積盤，從而產生明亮 X 射線。

NuSTAR、NICER 兩架 X 射線太空望遠鏡偵測到該黑洞吸積盤灼熱物質發出的 X 射線，接著研究人員將 X 射線數據放入數學模型，發現只有包含來自暴跌區域物質的光，觀測數據與模型才會匹配，團隊表示，這是我們首次觀察到恆星外緣剝離的電漿物質最終如何落入黑洞中心。

研究人員說，可以把這些繞黑洞旋轉的物質想像成河流，而理論預測河流最終會像瀑布落入黑洞，過去我們一直觀察這些物質河流，直到現在才終於看到「瀑布」。

銀河系還有許多恆星黑洞，這項研究代表未來天文學家能利用它們研究宇宙最強引力場的暴跌區，從而更了解黑洞形成與演化機制。

新論文發表在《皇家天文學會月報》（MNRAS）。