天文学家首次观察到黑洞“积吸盘”(图)

    天文学家观测到的类星体图像（左上）。黑洞积吸盘发出的光线被灰尘云污染（右上），但偏振片消除了灰尘云的干扰，揭示了积吸盘的真正颜色（下图）。

　　【搜狐科学消息】　据英国《新科学家》报道， 一支国际科研小组最近利用高科技偏振滤光片首次观测到了黑洞周围旋转的积吸盘（accretion disks）――即热物质盘，从而揭示黑洞为何能发出相当于万亿颗太阳的光芒。科学家发现积吸盘发出的电磁光谱与天文学家长期以来的预测十分吻合。

　　天文学家认为，黑洞及其明亮的积吸盘会形成类星体，它们是位于一些遥远星系中央的强大光源。在最新研究中，美国加州大学圣芭芭拉分校的物理学教授罗伯特·阿托卢西（Robert Antonucci）等人与德国马普射电天文学研究所的马可特·基什莫托（Makoto Kishimoto）一道，利用偏振滤光片，成功分离出积吸盘发出的光线，从而显现出黑洞积吸盘的真实面目。基什莫托说：“经过多年的争论之后，我们终于有非常信服的证据证明积吸盘的本来面目。”

　　类星体是星系明亮的核心，它们发射出来的光如同巨大恒星星系的光芒，但其大小只有我们太阳系一般大。几十年来，物理学家理论认为此辐射来自黑洞炽热的积吸盘。黑洞的引力将周围的气体和尘埃吸进来，形成旋涡状圆盘，并将其加热到数千度的高温。类星体之所以会成为能量源和光源，最可能解释就是物质在沿着球面边界盘旋进入黑洞时，摩擦力导致物质升温，从而产生出各种波长的光线，包括红外线、可见光和紫外线。此理论的一项关键预测是，此圆盘最外层最冷的区域发出的红外线光显示与众不同的光谱。阿托卢西说：“如果事实果真如此，我们可以根据物理定律预测出此光谱。”

　　然而从来没有人验证这一预言，因为来自此圆盘外围尘埃云的完全淹没了此圆盘的昏暗光辉。因此科学家不知道此红外光线是源自积吸盘还是黑洞周围的尘埃云。基什莫托说：“来自周围炽热尘埃云的辐射如此强烈，以至于掩埋了积吸盘的辐射，因此我们看不到它。”

　　然而，有证据表明来自积吸盘的光稍有偏振，如同海洋表面散射光出现偏振一样。因此，该小组通过查看类星体红外线光的偏振情况来单独测量此圆盘的发光度。

　　通过夏威夷莫纳克亚山上的英国红外望远镜和欧洲宇航局甚大望远镜（Very Large Telescope，VLT），研究小组消除了干扰光线，并测量了50亿光年之外的6颗不同类星体的红外线光谱的偏振情况，从而证实该光谱与理论预测十分吻合。

　　实际上，黑洞积吸盘与周围的灰尘粒子和电离云发出的都是直射光。不过，从积吸盘中发出的一小部分光线会被接近黑洞的气体反射而出。这些光是偏振的，它们也是天文学家恰恰希望研究的光线。阿托卢西说，“新的研究让我们对黑洞如何吞噬物质并不断扩张有了新的认识。尽管我们对积吸盘中物理过程的了解还非常匮乏，但我们现在至少对整体画面感到自信。”目前科学家希望以此回答一些长久问题：黑洞积吸盘有多大？物质是如何进入积吸盘？这是突然还是渐渐爆发？（元元）