在剛剛過去的2019年里，天文學界最大的成果莫過於事件視界望遠鏡項目向全世界公布了人類史上首張黑洞照。這張突破性的照片將橢圓星系M87中心的超大質量黑洞M87*呈現在世人面前，引起巨大轟動。
之前曾向大家介紹過，M87*之所以有幸成為首個被人類拍攝成像的黑洞，主要因為三點：其一，M87*極其龐大，質量高達太陽65億倍；其二，M87*距離我們相對較近，大約在5500萬光年之外；其三，M87*非常活躍，正在不斷吞噬周圍物質，爆發驚人噴流。
然而，宇宙中絕大多數黑洞並不具備如此完美的條件，探測起來極為困難。事件視界望遠鏡利用所謂的干涉測量法，只能探測離我們較近的少數幾個超大質量黑洞。當然啦，辦法總比困難多，現在天文學家應用一種巧妙的方法，得以對更多黑洞展開測繪。
我們知道，黑洞進食時會形成一個巨大的吸積盤，吸積盤中的物質因受強大潮汐力發生劇烈摩擦，被加熱到超高溫度，從而爆發包括X射線在內的驚人輻射。X射線在傳播過程中與周圍氣體相互作用，會被不斷反射，就像回聲一般。天文學家正是藉助這種「宇宙回聲」來測繪黑洞的動力學特徵以及周圍的情況。
在一項新研究中，研究人員利用歐航局XMM-牛頓衛星的觀測數據來追蹤這些「宇宙回聲」，並繪製出宇宙深處一個活躍星系中心超大質量黑洞周圍的情況。據介紹，這個黑洞的宿主星系名為IRAS 13224-3809，是天空中變化最劇烈的X射線源之一，在短短几個小時內亮度就會經歷50倍波動。正因如此，研究人員才能在很短的時間尺度上對黑洞產生的「宇宙回聲」進行全面建模。
另外，吸積盤流入黑洞的氣體的動力學特徵與黑洞性質密切相關。研究人員通過分析氣體物質向內旋入黑洞的情況，可以確定黑洞的質量和自旋。
研究人員表示，利用這種方法能夠對我們附近幾百個正在吞噬物質的超大質量黑洞進行探測。而且，隨著未來歐航局雅典娜衛星的發射升空，這個數字還將顯著增加。研究團隊已經將相關發現發布在《自然-天文學》上。
參考來源：
https://phys.org/news/2020-01-astronomers-cosmic-echolocation-black-hole.html