阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）是对的：在黑洞的边缘有一个区域，物质不能再停留在轨道上，而是落入轨道，正如他的引力理论所预测的那样。

使用能够探测X射线的望远镜，一组天文学家首次在距离地球约10000光年的黑洞中观察到了这个区域称为“暴跌区域”。“我们一直忽略了这个区域，因为我们没有数据，”研究科学家安德鲁·穆默里（Andrew Mummery）说，他是该研究的主要作者，该研究发表在《皇家天文学会月刊》上。

这不是黑洞第一次帮助证实爱因斯坦的大理论，也被称为广义相对论。2019年拍摄的第一张黑洞照片此前加强了这位革命性物理学家的核心假设，即引力只是弯曲时空结构的物质。

多年来，爱因斯坦的许多其他预测都被证明是正确的，其中包括引力波和宇宙速度极限。“在这一点上，他是一个很难打赌的人，”英国牛津大学物理系的Leverhulme-Peierls研究员Mummery说。

“我们专门去寻找这个——这一直是我们的计划。很长一段时间，我们一直在争论我们是否能够找到它，“Mummery说，“人们说这是不可能的，所以确认它在那里真的很令人兴奋。

观测到的黑洞位于一个名为MAXI J1820 + 070的系统中，该系统由一颗比太阳小的恒星和黑洞本身组成，估计质量为7至8个太阳质量。天文学家使用美国宇航局的天基NuSTAR和NICER望远镜来收集数据，并了解来自恒星的热气体（称为等离子体）如何被吸入黑洞。

NuSTAR是围绕地球运行的核光谱望远镜阵列的缩写，而NICER的正式名称为中子星内部成分探测器，位于国际空间站上。

“在这些黑洞周围有大盘的轨道物质（来自附近的恒星），”Mummery说，“它大部分是稳定的，这意味着它可以愉快地流动。它就像一条河流，而暴跌的区域就像瀑布的边缘——你所有的支撑都消失了，你只是一头撞上。你能看到的大部分是河流，但最后有一个小区域，这基本上就是我们发现的，“他指出，虽然”河流“已被广泛观察到，但这是”瀑布“的第一个证据。

与事件视界不同，事件视界更靠近黑洞的中心，不会让任何东西逃逸，包括光和辐射，在“暴跌区域”，光仍然可以逃逸，但物质注定要被强大的引力所破坏，Mummery解释说。

这项研究的结果可以帮助天文学家更好地了解黑洞的形成和演化。“我们可以通过研究这个地区来真正了解它们，因为它就在边缘，所以它为我们提供了最多的信息，”Mummery说。

研究中缺少的一件事是黑洞的实际图像，因为它太小太远了。但牛津大学的另一个研究小组正在研究比图片更好的东西：黑洞的第一部电影。为了实现这一目标，该团队首先需要在纳米比亚建造一个新的天文台，即非洲毫米望远镜，Mummery预计该天文台将在十年内上线。该望远镜将加入国际事件视界望远镜合作，该合作捕捉了2019年黑洞的开创性图像，将使科学家能够观察和拍摄银河系中心及更远处的大黑洞。

马里兰大学帕克分校（University of Maryland， College Park）天文学教授克里斯托弗·雷诺兹（Christopher Reynolds）表示，找到“暴跌区域”的实际证据是重要的一步，这将使科学家能够显着完善物质在黑洞周围的行为模型。“例如，它可以用来测量黑洞的旋转速率，”雷诺兹说，他没有参与这项研究。

加利福尼亚州斯坦福大学的研究科学家丹·威尔金斯（Dan Wilkins）称这是一个令人兴奋的发现，并指出在2018年，我们银河系中的一个黑洞爆发了非常明亮的光，并伴有过量的高能X射线。

“我们当时假设这种过量来自暴跌区域的热物质，但我们没有一个完整的理论预测这种排放会是什么样子，”威尔金斯说，他也没有参与这项新研究。

他说，这项研究实际上执行了这种计算，使用爱因斯坦的引力理论来预测“暴跌区域”中物质发出的X射线在黑洞周围的样子，并将其与2018年那次明亮爆发的数据进行比较。

“这将是未来十年左右的主要发现空间，”威尔金斯说，“因为我们期待下一代X射线望远镜，这将为我们提供对黑洞事件视界之外最内层区域的更详细测量。”