刚刚,60亿光年外,一个超大质量黑洞正在为我们闪烁,科学家们首次看见了黑洞的“心跳”——一个太阳系大小的超高温光环。荷兰莱顿大学这项研究即将发表在《天文学与天体物理学》上,前期论文可在预印网站arXiv上查看。
是的,你没看错。就在天文学家们将望远镜对准60亿光年外一个名为RXJ1131的超大质量黑洞时,赫然发现它传来的光芒竟然在闪烁!这可不是什么宇宙disco,而是一个惊天发现的“信号”,它让我们以前所未有的方式,窥见了宇宙巨兽身边最核心的秘密。
这一次,宇宙亲自为我们架起了一台“双重变焦”的超级望远镜。
一、第一重变焦:宇宙给我们开了个“四倍镜”
黑洞本身不发光,但它周围被吸积的气体和尘埃会形成一个明亮的“吸积盘”。我们研究的这个黑洞RXJ1131,恰好在它和地球之间,有一个距离我们40亿光年的巨大星系。
这个星系的巨大引力,就像一个天然的凸透镜,把来自黑洞的光线扭曲、放大,最终在我们眼前形成了四个清晰的图像!这就是爱因斯坦预言的“引力透镜效应”。这第一重变焦,相当于宇宙免费给我们送上了一副“四倍镜”,让我们能看清这个遥远的目标。
然而,当荷兰莱顿大学马图斯·里巴克(Matus Rybak)团队分析望远镜数据时,却发现了不对劲的地方。
二、闪烁之谜:四个“影子”竟然在各跳各的舞
团队对比了2015年和2020年两次观测数据,发现这四个像的亮度比例发生了巨大变化。后续观测更证实,它们的亮度变化并非同步,而是在独立地闪烁。
“这不对劲!”里巴克在采访中回忆道。如果把这四个像比作黑洞的“影子”,那么它们此刻正在各跳各的舞。这绝对不是黑洞本体在开派对,因为那样所有影子的舞步应该是一致的。
这个独立的闪烁,就是揭开真相的证据!
三、第二重变焦:亿万颗恒星上演宇宙级特写
真相,就藏在那个充当放大镜的前景星系里。原来,这个星系里亿万颗恒星,自己也组成了一张微小的透镜网络。这就是 “微引力透镜效应”。
当这些恒星从我们的视线前飘过时,它们微小的引力会再次对已经被放大了四次的黑洞光线进行“二次放大”,就像给特写镜头再来个超级特写!
这就是宇宙为我们开启的第二重变焦!正是这种由无数恒星随机上演的“二次放大”,才导致了四个像的独立闪烁。
四、真相大白:我们看到了黑洞的“冕”!
你可能会问,闪烁就闪烁,这有什么大不了的?
这太重要了!因为微引力透镜效应的强度,和被它放大的光源尺寸直接相关。一个巴掌大的光源被放大,和一粒沙大小的光源被放大,效果是天差地别的。光源越小,闪烁越剧烈!
通过精确分析这些闪烁的模式,科学家们首次用几何方法直接“量”出了发光源的大小。结果令人震惊:这个围绕在黑洞周围发光的区域,其半径不超过50个天文单位,大小和我们的太阳系相当!
如此“迷你”的尺寸,瞬间排除了来自尘埃环或恒星形成区的可能。我们看到的,正是传说中的 黑洞冕(Corona)——环绕在黑洞身边,一个由数百万度高温等离子体构成的、比太阳系还大的超高温能量光环!
最令人震撼的是,此前发表在《自然》上的研究已表明,这个超大质量黑洞的自转速度竟然接近光速的一半!你可以想象这是一个怎样狂暴的世界吗?
五、为什么这个发现如此重要?
首先,这是人类首次对黑洞的毫米波冕进行直接的尺寸测量。以前所有关于它大小的认知,都来自间接推断和理论模型。这次,我们是“亲眼所见”!
其次,这个发现动摇了天文学的传统认知。它证明了黑洞冕是高度可变的,它的“心跳”会成为我们观测遥远宇宙的“背景噪音”。从此,天文学家在计算遥远星系的恒星形成率等关键数据时,必须先学会过滤掉黑洞冕的干扰。
宇宙最深邃的秘密,有时就藏在最微弱的闪烁之中。今天我们看到了黑洞的“心跳”,明天,我们又能听到什么呢?让我们拭目以待。
参考文献:
[1] Rybak, M., Sluse, D., Gupta, K. K., et al. (2025). Detection of millimeter-wave coronal emission in a quasar at cosmological distance using microlensing. Astronomy & Astrophysics. (Preprint arXiv:2503.13313v2)
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