天文學家通過阿塔卡瑪大毫米波陣列(ALMA)望遠鏡發現銀河系中心的黑洞人馬座A(Sgr A*)有規律地發出毫米波。研究組認為這是圍繞黑洞旋轉的吸積盤中某些「熱點」區域發出。這些熱點區域繞行黑洞的半徑比水星繞行太陽的半徑更小。這項發現對了解黑洞這樣極端引力環境附近的時空提供了新的線索。

這份研究的主要作者日本慶應義塾大學(Keio University)的巖田雄平(Yuhei Iwata)說:「研究人員已經知道人馬座A時不時地發出毫米波。這次通過ALMA,我們得到每天持續70分鐘、連續10天的高質量觀測數據,發現兩種變化規律,一種以30分鐘為周期,另一種慢一些為一小時。」

研究組聚焦30分鐘周期變化的毫米波,認為這是從繞行黑洞半徑為0.2個天文單位的區域發出。1個天文單位相當於地球與太陽的距離,約1.5億公里。作為對比,太陽系內最靠近太陽的行星——水星繞行太陽的半徑是0.4個天文單位。

天文學家知道,黑洞周圍、事件視界之外,有一個由大量塵埃和氣體組成的吸積盤。研究者認為繞行半徑為0.2個天文單位的區域位於吸積盤最內部的邊緣,這些短周期毫米波正是從那裏發出。那個區域繞行黑洞的周期差不多是30分鐘。

日本慶應義塾大學教授奧卡(Tomoharu Oka)說:「那個區域離黑洞那麼近,考慮到黑洞極大的質量,那裏受到的引力極大,這種射線可能由那個區域發生的某種奇特的現象發出。」

研究組推測,吸積盤內可能定期會產生一些「熱點」,繞著黑洞旋轉,發出毫米波射線。按照愛因斯坦相對論,當信號源向觀測者以接近光速移動時,射線將被顯著增強。吸積盤內圍的轉速很高,因此從地球觀測到的毫米波出現了這種奇特的波動現象。

天文學家認為,這就是源自不同熱點區域毫米波產生不同周期性變化的原因。

研究人員稱,這些波動為氣體的運動提供了大量的信息,將來通過對黑洞的持續監測,有可能見證到氣體被黑洞吸入的瞬間。」

這份研究近期發表在《天文物理期刊通訊》(Astrophysical Journal Letters)上。◇