據(jù)美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)（CNN）報(bào)道，英國(guó)《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》5月16日發(fā)布的一項(xiàng)研究顯示,，天文學(xué)家首次觀測(cè)到黑洞邊緣的“暴跌區(qū)”（plunging region）,。愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論曾預(yù)言這個(gè)區(qū)域,，在這里,，物質(zhì)不再圍繞黑洞旋轉(zhuǎn),，而是直接落入其中,。

報(bào)道稱,，借助美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的核光譜望遠(yuǎn)鏡陣列（NuSTAR）和中子星內(nèi)部組成探測(cè)器（NICER），天文學(xué)家對(duì)距離地球約10000光年的黑洞X射線雙星MAXI J1820+070進(jìn)行了觀測(cè),。該系統(tǒng)由一個(gè)約7到8倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞和一個(gè)比太陽(yáng)小的恒星組成,。

英國(guó)《新科學(xué)家》周刊稱，無(wú)論任何物質(zhì),，過(guò)于靠近黑洞時(shí)都會(huì)被撕裂,，并在黑洞周?chē)纬杀环Q為吸積盤(pán)的軌道環(huán)。廣義相對(duì)論預(yù)測(cè),，吸積盤(pán)應(yīng)該存在一個(gè)內(nèi)部邊界,，一旦越過(guò)這個(gè)邊界,，物質(zhì)將不再圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)，而是直接墜入其中,，并在下落的過(guò)程中迅速加速至接近光速,。

黑洞從伴星吸取物質(zhì)的概念圖像圖源：NASA

利用NASA望遠(yuǎn)鏡提供的數(shù)據(jù)，英國(guó)牛津大學(xué)研究員安德魯·馬默里（Andrew Mummery）和他的同事建立了黑洞吸積盤(pán)的光模型,。他們發(fā)現(xiàn),，除了吸積盤(pán)發(fā)出的光之外，只有同時(shí)還包含“暴跌區(qū)”物質(zhì)發(fā)出的光時(shí),，這個(gè)模型才符合觀測(cè)數(shù)據(jù),。

馬默里表示，愛(ài)因斯坦的理論預(yù)言了“暴跌區(qū)”,，但這是科學(xué)家們首次觀測(cè)它的存在,，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可以幫助天文學(xué)家更好地研究黑洞的形成和演化，“我們一直忽視了這個(gè)區(qū)域,，因?yàn)槲覀儧](méi)有數(shù)據(jù),。但現(xiàn)在我們知道了，我們無(wú)法以其他任何方法解釋它的存在,。”

他將“暴跌區(qū)”比作黑洞邊緣的“宇宙瀑布”：“這就像是一條河流變成了瀑布,，在這之前,，我們只看到了河流。如果愛(ài)因斯坦是錯(cuò)的,，那么河流就會(huì)一直穩(wěn)定下去,。但現(xiàn)在，我們第一次看到了瀑布,，這表明愛(ài)因斯坦是正確的,。”

《新科學(xué)家》周刊指出,，這項(xiàng)研究還可以解決X射線天文學(xué)中長(zhǎng)期存在的一個(gè)問(wèn)題,，即黑洞自旋速度似乎要快于理論預(yù)測(cè)。黑洞的自旋與其周?chē)鷧^(qū)域的亮度是相關(guān)的,，增加一些“額外的光”可以使自旋速度與預(yù)測(cè)一致,。

沒(méi)有參與研究的美國(guó)洛斯·阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室天文學(xué)家格雷格·薩爾維森（Greg Salvesen）評(píng)論稱：“以前我們認(rèn)為，任何越過(guò)邊界的物質(zhì)在墜入黑洞之前,，都沒(méi)有時(shí)間發(fā)出明顯的輻射,，所以研究人員什么都看不到。但事實(shí)證明,，這個(gè)暴跌區(qū)會(huì)給我們帶來(lái)意想不到的額外的光,?！?/p>

美國(guó)馬里蘭大學(xué)帕克分校天文學(xué)教授克里斯托弗·雷諾茲（Christopher Reynolds）表示，找到“暴跌區(qū)”的實(shí)際證據(jù)是關(guān)鍵的一步,，這將允許科學(xué)家改進(jìn)對(duì)黑洞周?chē)镔|(zhì)活動(dòng)的模型,，“例如，這可以用于測(cè)量黑洞的旋轉(zhuǎn)速度,?！?/p>

《新科學(xué)家》周刊評(píng)論稱，“暴跌區(qū)”是人們可以觀測(cè)到的宇宙空間中“最極端的區(qū)域之一”,，因?yàn)椤氨┑鴧^(qū)”剛好位于黑洞的事件視界之外,，這其中包含了對(duì)引力和時(shí)空本質(zhì)問(wèn)題的研究。

馬默里表示,，從理論上講,，如果物質(zhì)搭乘一枚火箭，它有可能逃離“暴跌區(qū)”,，“但它注定是要?dú)绲?，因?yàn)樗能壍酪炎兊脴O不穩(wěn)定，且迅速加速至接近光速,。這些物質(zhì)逃離的幾率就和瀑布邊緣的水倒流一樣,。”

英國(guó)牛津大學(xué)稱,，為更好地研究距離地球較近的小型黑洞,，歐洲和非洲的科研機(jī)構(gòu)正推動(dòng)在納米比亞建造非洲毫米波射電望遠(yuǎn)鏡。馬默里預(yù)計(jì),，這座新的天文臺(tái)將在十年內(nèi)投入使用,，并將加入事件視界望遠(yuǎn)鏡合作組織。