黑洞的第一个形象那些故事

最近一直被黑洞第一张图片刷屏。然而事件本身是一个不归路的点,一个围绕着黑洞的空隙的球形区域,在这个区域之外,没有任何东西,甚至是光线都无法逃脱。

最近一直被黑洞第一张图片刷屏。然而事件本身是一个不归路的点,一个围绕着黑洞的空隙的球形区域,在这个区域之外,没有任何东西,甚至是光线都无法逃脱。我们不知道里面有什么神秘之处,但我们确实知道我们的宇宙在这个可怕的边界突然结束进入未知世界。

黑洞的第一个形象那些故事

这是黑洞的第一张图片,需要200多位研究人员的合作。这个黑洞是超大质量的,位于Messier 87的

经过二十年的国际合作,一些世界上最强大的射电望远镜拍摄出了超大质量黑洞事件视界的图像​​。通过这样做,他们证明了爱因斯坦广义相对论引起的预测即使在最极端的宇宙环境中也是有效的。

图像中的黑洞潜伏在处女座的巨大椭圆星系Messier 87(M87)的中心,距离我们大约5500万光年。该图像的发布在世界各地受到高度期待,并发表在“ 天体物理学期刊快报 ”杂志上的几项研究中。

超大质量黑洞决定了它们所居住的星系的演变,因此直接观察这个星系的事件视界可以打开一扇了解这些庞然大物如何运作的新窗口。而这个巨大的物体就是一个标本:它有着高达65亿个太阳的质量,所有这些太阳都挤进了一个近半个光天的事件视界。

进入M87的活动地平线

尽管它具有令人难以置信的大小和质量,但这个星球上没有任何一台望远镜可以拍摄它 要解决这个问题太遥远了。为了解决这个问题,天文学家使用了一种称为超长基线干涉测量法的方法来结合世界上最强大的八个射电望远镜的集体观测能力来完成这项工作。该事件视界望远镜(EHT)是一个虚拟望远镜一样宽,我们的星球-和强大到足以捕获已知存在的最庞大的黑洞之一的第一印象。

黑洞的第一个形象那些故事

虽然黑洞是黑色的,但是如果事件视界附近有任何物质,相对论环境中的极端摩擦会从原子中扯下电子,从而形成强大的烟火显示。这就是为什么EHT的第一张图像显示出一个由明亮的发射环围绕的黑色圆圈。这些排放物正在黑洞的事件视界之外产生,在那里,极其炎热的气体被加热到数十亿开尔文,事件视界本身就像一个明亮背景下的剪影黑暗圆盘 - 确认理论是什么的特征物理学家在今天的预测中预测到了这一点。

这可能是EHT观察的最深刻的结果。所有关于EHT可能看到的理论预测都是基于爱因斯坦广义相对论的框架,这一理论自100多年前制定以来已被证明是强有力的。在看到第一张图像时,物理学家评论了黑洞事件视界的现实与广义相对论的预测是如何精确相符的。

黑洞天文学的新时代

EHT合作将继续观测M87和第二个目标,即银河系中心的超大质量黑洞,一个名为射手座A *的400万太阳质量物体。

与直觉相反,虽然射手座A *相对接近(距我们仅25,000光年,比M87更接近2000倍),但它有一系列不同的挑战。一个问题是,当射手座A *较小时,其排放量的变化时间比M87的巨大黑洞的时间短,使观测更加困难。此外,由于我们嵌入了包含大量星际尘埃的星系盘中,因此EHT信号的散射更多,因此解决起来更具挑战性。由于我们和M87之间的大部分星际空间非常空洞,因此散射不是问题。

当我们看到射手座A *还有待观察时,但是现在已经证明了EHT背后的技术,我们对超大质量黑洞的理解肯定会开花。

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延伸

如果没有麻省理工学院名为凯蒂·布曼(Katie Bouman)的研究生的工作,黑洞的图片就不会存在,他创造了使其成为可能的算法。

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