時(shí)間：2025-12-10 08:57:12 來源：桑間濮上網(wǎng)

引力透鏡系統(tǒng)MG B2016+112為早期宇宙中的黑洞提供前所未有的觀察
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：外媒報(bào)道，通過利用太空中的透鏡提供天然透鏡，天文學(xué)家們史無前例地從早期宇宙的系統(tǒng)黑洞系統(tǒng)中捕捉到了X射線。這個(gè)放大鏡是早期中NASA錢德拉X射線天文臺(tái)首次用來銳化X射線圖像的。它捕捉到了黑洞的黑洞細(xì)節(jié)，而通常請(qǐng)下，引力宇宙這些黑洞因太遙遠(yuǎn)而無法使用現(xiàn)有的透鏡提供X射線望遠(yuǎn)鏡來研究。
天文學(xué)家應(yīng)用了一種被稱為“引力透鏡效應(yīng)”的系統(tǒng)現(xiàn)象，當(dāng)來自遙遠(yuǎn)物體的早期中光被視線范圍內(nèi)的大量質(zhì)量如星系所彎曲時(shí)就會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。這種透鏡可以大量放大和放大光線并產(chǎn)生相同天體的黑洞重復(fù)圖像。這些重復(fù)圖像的引力宇宙配置可以用來解碼目標(biāo)的復(fù)雜性和銳化圖像。
在這項(xiàng)新研究中，透鏡提供引力透鏡系統(tǒng)被稱為MG B2016+112。系統(tǒng)錢德拉探測到的早期中X射線是由這個(gè)系統(tǒng)發(fā)射的，當(dāng)時(shí)宇宙只有20億年的黑洞年齡，而目前宇宙的年齡將近140億年。
哈佛和史密森天體物理中心(CfA)的Dan Schwartz領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究，他指出：“如果沒有這樣一個(gè)天然放大鏡，我們?cè)赬射線中觀察和理解如此遙遠(yuǎn)的物體的努力將會(huì)失敗。”
這項(xiàng)最新研究建立則是在新論文合著者Cristiana Spingola領(lǐng)導(dǎo)的早期工作的基礎(chǔ)上，她目前在意大利博洛尼亞的意大利國家天體物理研究所(INAF)工作。通過對(duì)MG B2016+112的射電觀測，她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一對(duì)快速增長的超大質(zhì)量黑洞的證據(jù)，而它們之間的距離只有650光年。他們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)候選黑洞可能都有噴流。
通過基于射電數(shù)據(jù)的引力透鏡模型，Schwartz和他的同事得出結(jié)論，他們從MG B2016+112系統(tǒng)中檢測到的三個(gè)X射線源一定是兩個(gè)不同物體的透鏡作用的結(jié)果。這兩個(gè)發(fā)出X射線的物體很可能是一對(duì)成長中的超大質(zhì)量黑洞或一個(gè)成長中的超大質(zhì)量黑洞及其噴流。這兩個(gè)天體的估計(jì)距離跟無線電觀測結(jié)果一致。
之前錢德拉對(duì)成長中的超大質(zhì)量黑洞對(duì)或三人隊(duì)伍的測量通常都涉及離地球更近的天體或天體之間的距離更大。以前曾觀察到離地球更遠(yuǎn)的一個(gè)X射線噴流，其光線是在宇宙只有目前年齡的7%時(shí)發(fā)出的。然而，噴流的發(fā)射跟黑洞相隔約有16萬光年。
目前的結(jié)果是重要的，因?yàn)樗峁┝岁P(guān)于早期宇宙中黑洞的增長速度和可能的雙黑洞系統(tǒng)的探測的關(guān)鍵信息。引力透鏡放大來自這些遙遠(yuǎn)天體的光，否則這些天體就會(huì)太微弱而無法探測到。從MG B2016+112中的一個(gè)天體中檢測到的X射線光可能比沒有透鏡時(shí)要亮300倍。
Spingola說道：“天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量比太陽大數(shù)十億倍的黑洞，它們是在大爆炸后幾億年形成的，當(dāng)時(shí)宇宙的年齡只有現(xiàn)在的幾個(gè)百分點(diǎn)。我們想要解開這些超大質(zhì)量黑洞如何如此迅速地獲得質(zhì)量的謎團(tuán)。”
引力透鏡效應(yīng)的推進(jìn)可能會(huì)使研究人員能估計(jì)有多少包含兩個(gè)超大質(zhì)量黑洞的系統(tǒng)，它們之間的距離小到足以產(chǎn)生引力波，這些將來可以用太空探測器觀測到。
“在許多方面，這個(gè)結(jié)果是一個(gè)令人興奮的概念證明，說明這個(gè)'放大鏡'可以幫助我們以一種新穎的方式揭示遙遠(yuǎn)的超大質(zhì)量黑洞的物理學(xué)。如果沒有這種效果，錢德拉將不得不延長幾百倍的觀察時(shí)間，即使這樣也無法揭示復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，”論文共同作者、CfA和雅蓋隆大學(xué)的Anna Barnacka說道。據(jù)悉，她開發(fā)了將引力透鏡變成高分辨率望遠(yuǎn)鏡的技術(shù)來銳化圖像。
“由于引力透鏡的作用，更長的錢德拉觀測可能能區(qū)分黑洞對(duì)和黑洞加噴流的解釋。我們也期待著在未來應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，尤其是即將投入使用的新的主要光學(xué)和無線電設(shè)施的觀測將提供數(shù)以萬計(jì)的目標(biāo)，”Schwartz總結(jié)道。
MG B2016+112中的一個(gè)天體的X射線位置的不確定性在一個(gè)維度上是130光年，在另一個(gè)垂直維度上是2000光年。這意味著，該源可能所在區(qū)域的大小比典型的無光柵的錢德拉源的相應(yīng)區(qū)域小100多倍。在X射線天文學(xué)中，對(duì)于這個(gè)距離的源來說，如此精確的位置確定是無與倫比的。

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