美國太空總署錢卓X射線太空望遠鏡研究團隊近期發表一項新研究，團隊觀測到了一個在遙遠的宇宙中的黑洞噴出了強大的噴流。更特別的是，噴流還與宇宙微波背景輻射產生互動作用，變得更加明亮。
藝術家根據X射線（右上圖）的觀測結果，所想像出來的宇宙正午時期的黑洞樣貌
天文學家利用錢卓望遠鏡和卡爾·央斯基甚大無線電波陣列（VLA）研究的目標黑洞位在被稱為「宇宙正午」的宇宙誕生初期，也就是大霹靂後約30億年的時期。過去的研究發現在這段時期的大多數星系和超大質量黑洞，他們的成長速度比宇宙歷史上任何其他時期都要快。科學家們因此希望可以利用黑洞產生的噴流，來探討黑洞在宇宙歷史的這個關鍵時期如何對周圍環境造成影響。
領導這項研究的團隊在距離地球116億光年和117億光年的位置發現了兩個不同黑洞，它們的噴流長度都超過30萬光年。當噴流中的電子從黑洞飛出時，它們會穿過宇宙微波背景輻射（CMB），並與產生微波的光子碰撞。這些碰撞能將光子的能量提升到X射線波段，讓錢卓望遠鏡能夠偵測到。
團隊也利用VLA的觀測資料去比較噴流的特性。他們發現，雖然錢卓望遠鏡偵測到的噴流與VLA資料中觀測到的電磁波輻射一致，但卻沒有觀測到與X射線噴射長度相符的連續無線電波噴流。這是因為產生無線電波的電子持續時間不如透過與宇宙微波背景輻射相互作用產生X射線的電子持續時間長。因此科學家才會觀測到增強的X射線輻射，但不一定會看到電波輻射。
綜合兩個不同電磁波波段的觀測結果，研究人員計算出其中一個噴流（J1405+0415）的移動速度為光速的95%到99%，另一個噴流（J1610+1811）的移動速度則是光速的92%到98%。除了測量兩股噴流的速度外，研究團隊還測量了它們的磁場。他們發現這些磁場對於透過與宇宙微波背景輻射（CMB）相互作用，是產生X射線噴流的典型案例。相關研究結果在美國天文學會第246次會議上公佈，並將發表在《The Astrophysical Journal》上。（編譯／王彥翔）
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