【正見新聞網2019年07月16日】
NGC 3147中心黑洞想像圖。 Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser
最近，哈勃空間望遠鏡(Hubble Space Telescope)發現了一個奇特的黑洞吸積盤。它位於距離我們1.3億光年的旋渦星系NGC 3147中心的超大質量黑洞周圍。這個超大質量黑洞的質量大約是太陽的2.5億倍。
這個新發現令天文學家非常驚訝，因為標準模型預測這樣的吸積盤不應該存在。低光度活動星系標準模型預測，只有當周圍有大量星際氣體被黑洞的引力場束縛時，才會形成吸積盤。這樣的黑洞系統會產生大量輻射，被稱為類星體。而NGC 3147的超大質量黑洞周圍的輻射強度很低，科學家一直以為這樣的黑洞周圍沒有足夠的星際物質來形成吸積盤。
「然而我們卻看到了一個薄吸積盤，就像一個縮小版的類星體。我們根本沒想到它會存在。」 論文的第一作者，義大利羅馬第三大學的Stefano Bianchi教授解釋說。 「類似的吸積盤一般只會在亮度是達到NGC 3147的1000甚至10萬倍的類星體中看到。顯然我們現有的低光度活動星系標準模型是有問題的。「
研究團隊希望利用哈勃望遠鏡尋找更多類似活躍星系中的吸積盤。這樣就可以測試此次發現的吸積盤是否是個例，抑或是必須修改標準模型。
有趣的是，這個吸積盤提供了一個獨特的測試愛因斯坦相對論的機會。根據廣義相對論，吸積盤所發出的光會被黑洞強烈的引力扭曲。這樣一來，天文學家就能夠看到非常靠近黑洞的光的動態過程。
「我們從未在可見光下如此清晰的看到相對論效應。」論文作者之一，美國空間望遠鏡研究所(STScI)的Marco Chiaberge表示。
研究人員使用了哈勃太空望遠鏡的成像光譜儀（STIS）來研究吸積盤。這個儀器能夠將輻射分成多個單獨的波長，以非常高的精度確定發光物體的速度，溫度和其他特性。
根據哈勃望遠鏡的觀測，吸積盤以超過10%光速的速度繞黑洞旋轉。在如此極端的速度下，吸積盤朝向地球轉的一側會變亮，而遠離地球轉的另一側則會變暗。這種效應稱為相對論射束效應。哈勃望遠鏡的觀測結果還表明，由於吸積盤離黑洞很近，黑洞強大的引力甚至把光線拖拽到更紅的波長。
「這個發現非常有趣。我們可以看見黑洞周圍的強大引力場影響了我們看到的光子。」 Stefano Bianchi教授說。
研究結果發表於2019年7月11日的《皇家天文學會月報》上。