韋伯望遠鏡的”紅外線之眼”以生動的細節揭示黑洞奧秘
韋伯望遠鏡拍攝的RX J1131-1231 影像利用重力透鏡探索了類星體的黑洞和暗物質,揭示了其生長和宇宙質量組成的細節。這張新的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡影像顯示了被稱為RX J1131-1231 的類星體的引力透鏡現象,該類星體距離地球約60 億光年,位於巨爵座。
這張詹姆斯-韋伯太空望遠鏡拍攝的類星體RX J1131-1231 的圖像突出顯示了引力透鏡的作用,它放大了類星體,從而可以對其特性和周圍的暗物質進行詳細研究。 X 射線輻射顯示黑洞正在快速旋轉,很可能是由於星系合併造成的。資料來源:ESA/Webb、NASA & CSA、A. Nierenberg
它被認為是迄今為止發現的透鏡效果最好的類星體之一,因為前景星系將背景類星體的圖像塗抹成了一個明亮的弧形,並形成了該天體的四個圖像。
重力透鏡最早是由愛因斯坦預測的,它提供了一個難得的機會來研究遙遠類星體中靠近黑洞的區域,它就像一個天然望遠鏡,可以放大這些光源發出的光。宇宙中的所有物質都會扭曲自己周圍的空間,質量越大,產生的影響就越大。在質量非常大的天體(如星系)周圍,經過附近的光線會沿著這種扭曲的空間移動,看起來會明顯偏離原來的軌跡。重力透鏡的後果之一是它可以放大遙遠的天體,讓天文學家研究那些原本過於暗淡或遙遠的天體。
詹姆斯韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)拍攝了位於60 億光年之外的類星體RX J1131-1231 的圖像,展示了引力透鏡的效果,將遙遠的類星體放大成一個明亮的弧線和多幅影像。圖片來源:ESA/Webb、NASA & CSA、A. Nierenberg
對類星體發出的X 射線進行測量,可以顯示中心黑洞的旋轉速度,這為研究人員提供了有關黑洞如何隨時間增長的重要線索。例如,如果黑洞主要是透過星系間的碰撞和合併成長起來的,那麼它應該在一個穩定的圓盤中累積物質,而來自圓盤的新物質的穩定供應應該會導致黑洞快速旋轉。另一方面,如果黑洞是透過許多小的吸積事件成長起來的,它就會從隨機的方向累積物質。觀測結果表明,這個特殊類星體中的黑洞旋轉速度超過光速的一半,這表明這個黑洞是透過合併而生長的,而不是從不同方向吸積物質。
這張照片是用韋伯望遠鏡的中紅外線成像儀(MIRI)拍攝的,是暗物質研究觀測計劃的一部分。暗物質是一種看不見的物質,佔宇宙質量的大部分。韋伯望遠鏡對類星體的觀測使天文學家能夠以前所未有的小尺度探測暗物質的性質。
編譯自/ ScitechDaily