科學家首度揭開黑洞「日冕」真實樣貌！呈現吸積盤相似盤狀結構

美國加州理工學院（Caltech）的天文研究團隊利用最新的X射線觀測技術，首次成功描繪出黑洞的「日冕」真實形態，徹底改變了科學界對黑洞結構的認知。

黑洞日冕通常被其他物質遮蔽難以觀測

類似於觀賞日全食時看到的環繞月球邊緣的耀眼光環（太陽日冕），黑洞周圍也存在著稱為「黑洞日冕」的高溫區域。儘管太陽日冕在地球上看來稀薄得近乎真空，但其溫度卻高達數百萬度，使其在日全食時清晰可見。

然而，由於黑洞日冕通常被其他物質遮蔽，再加上其光度經常被吸積盤的強光所掩蓋，科學家過去難以直接觀測這一神秘區域。

根據現有理論，活躍黑洞的結構主要包括三個部分：環繞黑洞的環狀氣體和塵埃、沿著黑洞旋轉平面的吸積盤，以及從極區噴發出的高速粒子噴流。這種結構有助於解釋為何不同觀測角度下的活躍星系核（AGN）呈現不同外觀。在這個模型中，吸積盤的內部應該存在一個極度稀薄但溫度高達幾十億度攝氏的超高溫區域，這就是科學家長期尋找的黑洞日冕。

採用類似觀測太陽日冕的巧妙方法

科學新聞網站《Science Alert》報導，研究團隊採用了類似觀測太陽日冕的巧妙方法。他們利用NASA的X射線偏振探測器（IXPE），觀測了多個被遮蔽的黑洞，包括銀河系中的天鵝座X-1和X-3，以及大麥哲倫星雲中的LMC X-1和X-3。這些「遮蔽黑洞」的特點在於周圍的氣體和塵埃會阻擋人們直接觀測吸積盤，就像日全食時月球遮蔽太陽一樣。

呈現與吸積盤相似的盤狀結構

儘管無法直接觀測黑洞日冕，科學家發現，由於日冕溫度極高，會釋放高能量的X射線。這些X射線在與周圍物質相互作用後發生散射，部分散射光最終進入觀測設備。通過分析這些散射X射線的偏振特性，研究團隊意外地發現黑洞日冕並非像太陽日冕那樣呈球狀，而是呈現與吸積盤相似的盤狀結構。

有助於更全面地探究宇宙演化過程

這一重大發現有助於科學家完善黑洞理論模型，進一步理解黑洞如何吞噬物質，以及遙遠星系中活躍星系核的運作機制。通過深入研究黑洞日冕，天文學家將能更全面地探究宇宙演化過程，以及黑洞在宇宙結構和能量運作中的關鍵作用。研究團隊表示，未來將繼續利用更先進的觀測設備，深入研究黑洞日冕的物理特性，期待揭開更多宇宙運作的奧秘。

NASA 圖片

過去科學家普遍認為土星的環大約有4億年的歷史，但最新研究指這些閃爍的冰環可能已經存在了45億年，與土星的年齡相當。

科學家此前估計土星的環形成於10億至4億年前

據《美聯社》報導，科學家之前根據美國國家航空暨太空總署（NASA）卡西尼號太空探測器超過十年的觀測數據估計，土星的環形成於10億至4億年前。卡西尼號在2017年結束任務前拍攝的影像顯示，土星的環沒有因小行星碰撞而變暗，這導致科學家認為土星的環是在土星形成後才形成的。

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日本研究團隊：小行星撞擊土星的環後會蒸發 挑戰土星的環較年輕說法

然而，由東京科學大學的天文學家兵頭龍樹（Ryuki Hyodo）領導的日本團隊透過電腦模擬發現，小行星撞擊土星的環後會蒸發，幾乎不會留下暗淡的殘餘物。產生的帶電粒子會被吸引到土星或散佈到太空中，使土星的環保持清潔，這一發現挑戰了土星的環較年輕的說法。

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土星的環可能在土星形成早期就已經存在

兵頭龍樹表示，土星的環可能介於兩個極端值之間，約為22.5億年。然而在太陽系形成的早期，環境更加混亂，大型行星會遷移和互動，這種情況更有利於土星的環形成。

他透過電子郵件表示：「考慮到太陽系的演化歷史，土星的環更可能在土星形成的早期就已經存在。」

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