【2025年06月10日訊】(記者陳俊村報導)美國國家航空航天局(NASA)的錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory)偵測到一個遙遠黑洞噴出一道強大的噴流,這道噴流在宇宙中存在的時間夠早,以至於它被宇宙大爆炸本身的餘輝所照亮。
該天文台在6月9日發布的新聞稿中指出,天文學家利用錢德拉X射線天文台和隸屬於美國國家電波天文台(NRAO)的甚大天線陣(Very Large Array,VLA)研究了這個黑洞與它噴出的一道強大噴流。
這道噴流出現在宇宙的「正午時分」,亦即宇宙誕生後約30億年。在這段期間,大多數星系和超大質量黑洞的成長速度比宇宙歷史上任何其它時期都快。
天文學家可以利用這道噴流來探討黑洞在宇宙歷史的這個關鍵時期如何協助塑造四周環境。
主導這項研究的哈佛-史密松天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)天文學家邁蒂爾(Jaya Maithil)說:「我們發現,在宇宙的這個階段,有些黑洞可能比我們想像的更具衝擊力。」
邁蒂爾與同事隨後發現和證實了兩個不同黑洞的存在,它們的噴流長度超過30萬光年。這兩個黑洞與地球的距離分別為116億光年和117億光年。
這項研究的報告撰寫人之一、同樣來自該中心的施瓦茨(Dan Schwartz)表示,儘管這些噴流的距離非常遙遠,而且接近明亮的類星體,但錢德拉X射線天文台具有無與倫比的X射線分辨率,能夠偵測到它們。
施瓦茨說:「這些X射線是宇宙微波光子,被超大質量黑洞加速的電子放大了100萬倍。」
當噴流中的電子飛離黑洞時,它們會穿過宇宙微波背景(cosmic microwave background,CMB)輻射(指宇宙大爆炸遺留下來的熱輻射),並與產生微波的光子發生碰撞。
當時的CMB比現在的密度大得多。這些碰撞將光子的能量提升到錢德拉X射線天文台能夠偵測到的X射線波段。
研究人員也利用VLA深入了解這些噴流的特性。他們發現,雖然錢德拉X射線天文台偵測到的X射線噴流與VLA觀測到的整體無線電輻射一致,但卻沒有觀測到與X射線噴流長度相符的連續無線電噴流。
這種差異是有道理的,因為產生無線電波的電子之壽命不如經由與CMB輻射相互作用產生X射線的電子長,因此X射線輻射預期會增強,但無線電輻射卻不一定會增強。
藉由結合X射線和無線電資料,研究人員計算出,其中一個噴流(稱為J1405+0415)的移動速度為光速的95%到99%,另一個噴流(稱為J1610+1811)的移動速度為光速的92%到98%。
另一名報告撰寫人、同樣來自該中心的謝米吉諾夫斯卡(Aneta Siemiginowska)說:「這些噴流的速度如此之快,以至於它們正在突破物理學的絕對速度極限——光速。」
除了這兩道噴流的速度之外,邁蒂爾和她的團隊也測量了它們的磁場。他們發現這些磁場對於經由與CMB相互作用產生X射線的噴流來說是典型的。
他們還利用X射線和無線電資料計算了噴流的指向。他們總結說,這兩道噴流的指向與地球方向僅相差約10度。