新方法利用X射線放大鏡探索超級黑洞

一組研究人員利用「X射線放大鏡」的新方法，成功地探查到遠在120億光年之外黑洞的情況。結果發現在宇宙誕生初期，一些質量高達太陽幾十億倍的黑洞已經成型。按照現有黑洞演化的理論這不大好解釋，它們怎麼會在這麼短的時間內累積長到這麼大？

這項由哈佛-史密森尼天體物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics，簡稱CfA）引領的研究，按照引力透鏡理論，從錢德拉X射線觀測台（Chandra X-ray Observatory）蒐集的X射線信號中過濾掉透鏡的因素，從而揭示出位於如此遙遠宇宙區域裡面天體的信息，所以他們把這套方法稱為猶如使用了「X射線放大鏡」。

引力透鏡現象指的是，遙遠天體發出的信號，在抵達地球觀測點的途中被巨大的天體放大或偏折後造成的效果。這份研究發現，實際上來自MG B2016+112系統的三個信號，是只有兩個信號源在引力透鏡下被折射成了三個。

在這份研究之前，其他研究組從這個系統發出的射電信號推測，這個系統由兩個超級黑洞組成，而且每個黑洞可能還發出一個噴射流。這份研究通過X射線結合引力透鏡模型，分析出這個系統更多細節。

這份研究認為，這三個信號中的兩個應該是同一個信號源被引力透鏡現象造成的重影效果；另一個信號則是來自那裡的另一個信號源，但是也已經被放大了300倍。

但是這份研究不能確定的是這兩個信號源所代表的天體究竟是什麼：有可能是兩個正在成長的超級黑洞；也有可能只有一個正在成長的超級黑洞，另一個信號則是來自它所發出的噴射流。不管是哪種情形，這兩個信號源在引力透鏡的作用下，都被變成了錢德拉觀測台接收到的三個X射線信號。

研究人員表示，按照現有天文學理論的認知，宇宙大約有140億年的歷史，這意味著他們看到的信號是這個黑洞、或是這兩個黑洞在宇宙誕生後僅20億年的時候發出的信號。

這項研究的負責人CfA的施瓦茨（Dan Schwartz）說：「要不是找到這個‘放大鏡’，要想從X射線研究位於那麼遠位置的天體幾乎不可能。」

另一位研究者意大利國家天體物理研究所（INAF）的斯賓戈拉（Cristiana Spingola）說：「天文學家發現在大爆炸之後僅幾億年的時候，宇宙中就已經有了質量是太陽幾十億倍這麼大的黑洞。我們想解開這個謎，這些超級黑洞成長的速度怎麼會這塊。」

這份研究報告發表於《天體物理學期刊》（The Astrophysical Journal）。