揭開黑洞面紗的第一張歷史性圖像成了“電影”
0
由觀測數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的揭開一系列圖像顯示了M87星系中心黑洞從2009年到2017年的演化過程。圖片來源：EHT
（神秘的黑洞地球uux.cn報道）據(jù)中國科學(xué)報（文樂樂）：《自然》報道，去年揭開黑洞面紗的面紗第一張歷史性圖像現(xiàn)在已經(jīng)成了“電影”。一連串的張歷短幀畫面顯示了黑洞周圍環(huán)境是如何隨著引力發(fā)生變化，將其周圍物質(zhì)攪成漩渦的史性。
這些畫面顯示了一個不平衡的圖像光團(tuán)圍繞M87星系中心的超大質(zhì)量黑洞旋轉(zhuǎn)。為獲得這些畫面，電影事件視界望遠(yuǎn)鏡合作組織（EHT）利用觀測網(wǎng)絡(luò)挖掘了黑洞的揭開舊數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與基于第一張黑洞圖像的黑洞數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，展示了8年來黑洞周圍環(huán)境是面紗如何演變的。這項(xiàng)研究9月23日發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》。張歷
“落在黑洞上的史性物質(zhì)流‘洶涌’，我們可以看到光團(tuán)隨著時間的圖像推移而晃動。”美國哈佛大學(xué)射電天文學(xué)家、電影論文第一作者M(jìn)aciek Wielgus說，“再過幾年，它可能真的看起來像一部電影。”
EHT2019年4月公布的圖片揭示了室女座星系團(tuán)中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞M87*，它距離地球5500萬光年。盡管有些模糊，但這張圖像揭示了一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)及其中心的暗弱區(qū)域（即黑洞陰影），使愛因斯坦的廣義相對論得到了首次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
圖片顯示，光環(huán)的一邊似乎比另一邊更亮。落入空隙的物質(zhì)在黑洞赤道外高速旋轉(zhuǎn)，形成天體物理學(xué)家所說的吸積盤。在一定程度上，這種不平衡的光環(huán)與多普勒效應(yīng)有關(guān)：在朝向觀察者旋轉(zhuǎn)的一側(cè)，物質(zhì)的運(yùn)動增強(qiáng)了輻射，使其看起來更亮；相反的情況發(fā)生在另一側(cè)。
在上述結(jié)果基礎(chǔ)上，Wielgus想回顧EHT望遠(yuǎn)鏡的舊數(shù)據(jù)，看能否以2019年的照片為指導(dǎo)重新解釋它們。較早的數(shù)據(jù)包括2009年、2011年、2012年和2013年收集到的，其中兩批數(shù)據(jù)尚未公布。
Wielgus和其他EHT研究人員重新分析了這些數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)與2019年的結(jié)果一致，包括一個暗盤和一個亮環(huán)的存在。盡管2009年至2013年的數(shù)據(jù)沒有足夠的分辨率來生成圖像，但通過將有限的可用數(shù)據(jù)與基于2017年數(shù)據(jù)建立的黑洞數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，該團(tuán)隊(duì)能夠生成每一年的合成圖像。
這些結(jié)果包含的信息比Wielgus預(yù)期的還要多。和2019年的照片一樣，他們發(fā)現(xiàn)光環(huán)的一邊比另一邊更亮，而且亮點(diǎn)在移動。
盡管M87*黑洞本身不會逐年發(fā)生變化，但其周圍環(huán)境會發(fā)生變化。在幾周的尺度上，強(qiáng)磁場會攪動吸積盤并產(chǎn)生更熱的斑點(diǎn)，然后繞黑洞運(yùn)行。
2018年，另一個研究小組報告稱，有證據(jù)表明，有一團(tuán)熱氣圍繞著銀河系中心的黑洞人馬座A*旋轉(zhuǎn)了約1小時。因?yàn)镸87*的質(zhì)量是太陽的65億倍，是人馬座A*的1000倍，所以M87*周圍的動力學(xué)需要更長的時間才能揭示。
EHT計劃在每年3月底或4月初觀測M87*和人馬座A*。該團(tuán)隊(duì)希望明年能首次使用短波長輻射進(jìn)行全球觀測。雖然穿越地球大氣層更具挑戰(zhàn)性，但這將提高EHT圖像的分辨率。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.3847/1538-4357/abac0d
相關(guān)報道：首張黑洞圖像被制成影片
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：外媒報道，曾于去年公布的具有歷史意義的第一張黑洞圖像現(xiàn)已被制作成一段影片。影片展示了黑洞周圍環(huán)境是如何隨其引力攪動周圍物質(zhì)形成的一個恒定漩渦而變化的。 據(jù)悉，圖像顯示了一個不平衡的光團(tuán)圍繞著M87星系中心的超大質(zhì)量黑洞旋轉(zhuǎn)。
為了制作這段影片，視界望遠(yuǎn)鏡(EHT)合作組織挖掘出關(guān)于黑洞的舊數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)跟基于2019年4月發(fā)布的圖像的數(shù)學(xué)模型結(jié)合起來，以此來展示黑洞周圍環(huán)境在過去8年里是如何演變的。盡管這部分依賴于猜測，但這個結(jié)果還是讓天文學(xué)家對黑洞的行為有了豐富的了解。
馬薩諸塞州劍橋哈佛大學(xué)的射電天文學(xué)家、這項(xiàng)研究的論文首席作者M(jìn)aciek Wielgus表示：“因?yàn)槁湓诤诙瓷系奈镔|(zhì)流是湍流的，所以我們可以看到環(huán)隨著時間的推移而擺動。”
這項(xiàng)成果已于當(dāng)?shù)貢r間9月23日發(fā)表在《The Astrophysical Journal》上。Wielgus說道：“再過幾年，它可能真的開始像一部影片。”