科學家們第一次探測到來自黑洞後面的光，它實現了植根於阿爾伯特愛因斯坦廣義相對論的預測。
斯坦福大學天體物理學家丹·威爾金斯 （Dan Wilkins） 和他的同事們觀察了一個位於距地球 8 億光年的星系中心的超大質量黑洞釋放的 X 射線。
這些明亮的耀斑並不罕見，因為雖然光無法逃離黑洞，但它周圍的巨大引力可以將物質加熱到數百萬度。這可以釋放無線電波和 X 射線。有時，這種過熱的物質會被快速射流（包括 X 射線和伽馬射線）噴射到太空中。
但威爾金斯注意到稍後發生的較小的 X 射線閃光，顏色不同——它們來自黑洞的遠端。
“進入那個黑洞的任何光都不會出來，所以我們應該看不到黑洞後面的任何東西，”該研究的作者、Kavli 粒子天體物理學和宇宙學研究所的研究科學家威爾金斯說。斯坦福大學和 SLAC 國家加速器實驗室，在一份宣告中。
然而，黑洞的奇異性質實際上使觀測成為可能。
他說：“我們之所以能看到這一點，是因為那個黑洞正在扭曲空間、彎曲光線並扭曲自身周圍的磁場。”
如該渲染圖所示，首次從黑洞的遠端看到 X 射線耀斑。
該研究於上週三發表在《自然》雜誌上。
“50 年前，當天體物理學家開始推測磁場在接近黑洞時的行為時，他們不知道有一天我們可能擁有直接觀察這一現象並看到愛因斯坦廣義相對論實際執行的技術，”說研究合著者、人文與科學學院的 Luke Blossom 教授、斯坦福大學物理學教授 Roger Blandford 在一份宣告中說。
愛因斯坦的理論，或者說引力是物質扭曲時空的想法，隨著新的天文學發現的出現，已經持續了一百年。
一些黑洞有一個日冕，或者當物質落入黑洞並被加熱到極端溫度時，在黑洞周圍形成一圈明亮的光。這種 X 射線是科學家研究和繪製黑洞的一種方式。
當氣體落入黑洞時，它可以飆升到數百萬度。這種極端加熱會導致電子與原子分離，從而產生磁性等離子體。黑洞強大的引力導致這個磁場在黑洞上方形成弧形並旋轉直到它破裂。
這與太陽的日冕或炎熱的外部大氣沒有什麼不同。太陽表面覆蓋著磁場，當它們與太陽日冕中的帶電粒子相互作用時，就會形成圈和羽流。這就是為什麼科學家將黑洞周圍的環稱為日冕。
威爾金斯說：“這個磁場被束縛，然後靠近黑洞，加熱它周圍的一切，併產生這些高能電子，然後繼續產生 X 射線。”
在研究 X 射線耀斑時，威爾金斯發現了較小的閃光。他和他的同事們意識到更大的 X 射線耀斑正在被反射並“從圓盤的背面繞著黑洞彎曲”，讓他們能夠看到黑洞的遠端。
“幾年來，我一直在對這些回聲對我們的看法進行理論預測，”威爾金斯說。“我已經在我一直在發展的理論中看到了它們，所以一旦我在望遠鏡觀測中看到它們，我就能弄清楚它們之間的聯絡。”
觀測是使用兩臺天基 X 射線望遠鏡進行的：NASA 的 NuSTAR 和歐洲航天局的 XMM-Newton。
需要更多的觀察來了解這些黑洞日冕，歐洲航天局即將推出的名為 Athena 的 X 射線天文臺將於 2031 年發射。
“它有一個比我們在 X 射線望遠鏡上使用過的鏡子大得多的鏡子，它將讓我們在更短的觀察時間內獲得更高解析度的外觀，”威爾金斯說。“因此，有了這些新的天文臺，我們目前開始從資料中獲得的圖片將變得更加清晰。”
