天文學家再一次拍攝到黑洞照片,距離1200萬光年,愛因斯坦又對了

薛定諤的貓 2021/07/28 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

 

根據《自然天文》(Nature Astronomy)雜誌刊載的一項新研究[1],通過事件視界望遠鏡(EHT),天文學家拍攝到了半人馬座A星系中心的超大質量黑洞噴流,距離我們1200萬光年,這又一次直接證實了愛因斯坦的廣義相對論。

1915年,愛因斯坦創立了一種全新的引力理論——廣義相對論,他用時空彎曲來描述引力效應。該理論的核心是引力場方程,但它是極其複雜的二階非線性偏微分方程組,由10條方程構成,想要求出精確解極度困難。

1916年,經過對方程進行充分簡化之後,第一個精確解被求出來。根據這個解的預言,如果把一個物體壓縮到足夠小的程度,它就會坍縮成奇點,並將其周圍的空間彎曲到極致的程度,讓光也無法逃脫,這就是黑洞。

根據計算,宇宙中質量超過太陽20倍的恒星,經過超新星爆發後,留下3倍太陽質量以上的核心部分,它最終可以坍縮成黑洞。但由於黑洞是絕對黑的狀態,可以把光吞噬掉,想要直接看到黑洞本身是不可能的。

不過,很多證據表明,黑洞是存在的,一些恒星正在繞著看不見的緻密天體運動,其運行軌跡符合廣義相對論的預言。在2015年,天文學家第一次接收到了來自13億光年外的引力波,這被證實是由兩個黑洞的直接碰撞所產生的。

恒星級黑洞的個頭很小,對於一個3倍太陽質量的黑洞,其半徑僅為8.9公里。不過,在星系的中心,往往都會存在一個極其巨大的黑洞——超大質量黑洞,例如,在距離我們太陽系2.6萬光年的銀河系中心,有一個質量為太陽430萬倍的超大質量黑洞(人馬座A*)。

超大質量黑洞本身也是不可見的,但它們在吞噬物質時,其強大的引力會迫使物質在其周圍快速繞行,發出強烈的電磁波,形成可見的吸積盤。由於星系中心的物質密度更高,所以超大質量黑洞一般都比較活躍,能夠源源不斷地吞噬物質。

通過拍攝超大質量黑洞周圍的吸積盤,就能顯示出沒有光的陰影,從而直接證實黑洞的存在。不過,超大質量黑洞離我們都非常遙遠,想要分辨出它們,需要大到超乎想象的天文望遠鏡。

通過甚長基線干涉技術(VLBI),天文學家整合分佈於全球的射電望遠鏡,使其綜合效果能夠到達口徑相當於整個地球直徑,這就是事件視界望遠鏡(EHT)。2019年,EHT第一次直接拍攝到了5300萬光年外的M87超大質量黑洞,其質量高達太陽的65億倍。

這一次,天文學家把EHT對準了1200萬光年外的半人馬座A,拍攝到位於中心的超大質量黑洞相對論性噴流。據估計,這個黑洞的質量為太陽的5500萬倍。

半人馬座A的黑洞噴射出了超強的等離子體,一直延伸到星系之外,長度可達200萬光年。如果我們能夠通過肉眼看到這個噴流,它的長度將相當於滿月視直徑的16倍。

雖然超大質量黑洞會吞噬包括光在內的一切東西,但其吸積盤周圍有著強烈的磁場,這可以把等離子體加速到接近光速的程度,讓它們得以逃離黑洞,從而形成強大的噴流。

 

解讀科學知識,探索科學趣聞,感受科學魅力,我是天空之城,喜歡我的文章,歡迎来到【哇!真的第一次見哎】點贊分享,大家下次見!

 
搶先看最新趣聞請贊下麵專頁
用戶評論