明亮X射線似太空燈塔 神秘黑洞驚現奇怪回聲

天文學家使用了來自歐洲空間局牛頓XMM空間望遠鏡的觀測數據，發現了宇宙中超大質量黑洞的蹤跡。該空間望遠鏡主要通過搜尋宇宙中X射線，並對其進行頻譜分辨。在調查結果中，科學家探測到位於據地球4500萬光年之外的NGC 4151星系，其也被稱為西佛星系，意指宇宙中存在的不規則與類螺旋星系，在其中央活躍著一個巨型黑洞，使得NGC 4151星系成為了天空中最亮的X射線源之一。

科學家猜測，在星系中央隱藏了質量達數百萬倍太陽質量的恐怖黑洞，當星系中央附近的物質流通過黑洞周圍並被吞噬時，就會出現詭異的「明亮效應」，如同一盞瞬間點亮的長明燈，發射出超過太陽能量數十億倍的輻射能。多年來，天文學家們一直在監視監測這些被喻為「活動星系核」的神秘天體，試圖更好地了解在怪物黑洞的邊緣上到底發生了何種事件。馬里蘭大學的博士後研究員阿卜杜勒-拉赫曼（Abderahmen Zoghbi）介紹：「研究人員詳細分析後認為，我們可以通過不同的途徑探測黑洞，當前對活動星系核的探索有助於科學家打造新一代的X射線空間望遠鏡。」

目前天文學家摸索了一種重要的探測黑洞工具，其被稱為鐵元素光譜 K 線致寬法，是黑洞在旋轉運動中的一種特性，在能量達到六千至七千電子伏特時，鐵原子就會產生特定的X射線，這些能量是可見光的數千倍，因此黑洞發射的特殊X射線被科學家稱為鐵元素光譜 K 線致寬。科學家們預測當黑洞附近的X射線源突然爆發時，鐵元素的K線就會變得更亮，隨著X射線源能量的不斷加大，光線回波就會席捲整個黑洞吸積盤，相應的鐵元素K線就會被「照亮」。

該研究小組試圖通過對大量的數據分析中尋找到這類「射線回聲」，於是將目標鎖定在NGC 4151星系之中，其位於獵犬星座。在星系中央存在一個天空中最明亮的X射線源之一，該活動星系核在此之前已經被牛頓XMM空間望遠鏡詳細觀測。天文學家認為位於該星系中活動星系核的能量由隱藏在其背後的巨型黑洞提供，可達到5000萬倍太陽質量，可產生巨大尺度的吸積盤。

自2000年以來，歐洲空間局的牛頓XMM空間望遠鏡對這個星系中的活動星系核進行了長達四天的曝光拍攝，通過分析數據結果，研究人員發現了大量的X射線回聲，第一次展現了相對論反射的真實性。這項研究結果刊登在5月8日的英國皇家天文學會月刊上。同時，科學家還發現了X射線回聲滯後活動星系核的輝光超過了三十分鐘。按照光速進行計算後，確認了與X射線相關聯的神秘回聲已經前移了大約四億英里，該距離相當於地球與太陽之間距離的四倍。

根據馬里蘭大學的天文學家克里斯·雷諾（Chris Reynolds）介紹：這些現象告訴我們，神秘的X射線源是懸停在黑洞吸積盤上方一定的高度，由於高速粒子噴流常常在活動星系核中發生，因此科學家認為這些能量強大的X射線源可能位於粒子噴流附近。同時，該數據也顯示了最早的「回聲現象」來自於鐵元素K線致寬。對此，英國劍橋大學的天體物理學家安迪·法比安（Andy Fabian）認為這些射線源非常靠近黑洞，與我們理論預期的相符合。

令人驚訝的是，NGC 4151星系中央的極端空間環境尺度與我們的太陽系相當，也就是說，如果將我們的太陽替換為黑洞，並且黑洞以一定的速度加快旋轉，那麼事件視界的面積將在半途中穿過地球，倘若黑洞的旋轉速度變慢，將會出現範圍更大的視界面。

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