【最新研究】黑洞又有新照片了!科學家拍到比太陽大65億倍黑洞的偏振光照片

薛定諤的貓 2021/03/26 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

黑洞是宇宙中最難觀察的天體,因為它本身並不會發光,所以極難觀察它,而且它不但不發光,還會將經過它附近的別的光源的光線吸進去,這就更難觀察了,然而也正是因為這個原因,使得我們可以觀察到黑洞的藏身之地,而科學家們之所以能拍到黑洞的照片,也正是因為這個原因。

當黑洞周圍存在大量物質的時候,黑洞的強大引力會使得這些物質成為黑洞的吸積盤,它以極快的速度圍繞黑洞旋轉,其中的物質一般也大都會奔向黑洞之中,而在這一過程中,這些物質相互間會劇烈地碰撞摩擦,從而產生極高的溫度(黑洞邊緣可達上萬億℃),並且發出極其明亮的光。

這個時候的黑洞和其周圍的吸積盤,在天文學中也被叫做類星體,它是宇宙中最為明亮的天體之一,通常類星體的光要超過整個星系所有恒星發出的光,比如ton-618類星體,它的光度要超過銀河系總光度的2000倍。

正是在黑洞的周圍存在吸積盤的時候,其吸積盤的內側和黑洞的視界邊緣會形成明顯的界限,視界邊緣以內的物質包括光等基本粒子,在物理學上被認為都已經進入黑洞之中,而且事實上它們也是不可見的。

而在黑洞視界邊緣以外的部分,即黑洞週邊的吸積盤部位則極其明亮,因此又可以通過其明亮部分而判斷黑暗部分的形狀和大小,而這個黑暗部分其實就是黑洞的所在。

科學家們拍攝的第一張黑洞的照片(2019年4月10日公佈)—— M87中心黑洞,其實正是通過這種方式知道它的存在的,如下圖:

↑上圖為電腦根據觀測資料類比的 M87星系中心黑洞周圍的吸積盤物質運動的情況。

M87星系中心黑洞位於室女座位置M87星系的中心,距離我們約5500萬光年,其質量高達太陽的65億倍,也是在這個距離上質量最大的黑洞,天文學家們動用了地球上8座不同位置的大型射電望遠鏡,花費了兩年的時間才拍攝了關於它的一些可靠圖像。

從照片的大致可以判斷黑洞體積的大小,下圖中黑洞中心部位的小型圓圈代表著冥王星的軌道,其直徑近120億公里,邊上的小點代表著旅行者1號飛行的距離,其離太陽已經超過200億公里,由此也可見這個黑洞有多麼巨大了。

2021年3月24日晚10點,拍到首張黑洞照片的事件視界望遠鏡(EHT)合作組織,又公佈了關於這個黑洞的新的影像資料——其在偏振光下的影像,其不但清晰度要高很多,也為M87超大質量黑洞探索提供了又一個嶄新視角。圖中線條標記了偏振的方向,天文學家認為它與黑洞陰影周圍的磁場有關。

偏振光是光在特定條件下的輻射特性,我們常見的燈光等都是非偏振光,但是宇宙天體發出來的光大都是偏振光,這也是因為宇宙中的天體大都有磁場以及星體活動比較劇烈引起的,天文學家們得到M87星系中心黑洞和周圍吸積盤的偏振光特性,並且分析了該黑洞在至少兩年時間中的吸積盤光線活動情況,這對瞭解黑洞的形成、狀況與特徵有很高的科研價值。

 

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