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三体迷 - 原来,人类史上首张黑洞照是块千层饼!

2020-3-24 07:11     发布者: 硬梆梆_____ 原作者: IT之家 来自: IT之家 评论 0 查看 3561
2019年4月,事件视界望远镜项目向全世界公布了一项重大成果——人类史上首张黑洞照,瞬间引发广泛关注。这张突破性照片展现的是,椭圆星系M87中心的超大质量黑洞M87*,它距离地球约5500万光年,质量

2019年4月,事件视界望远镜项目向全世界公布了一项重大成果——人类史上首张黑洞照,瞬间引发广泛关注。这张突破性照片展现的是,椭圆星系M87中心的超大质量黑洞M87*,它距离地球约5500万光年,质量高达太阳65亿倍。

实际上,事件视界望远镜拍摄到的并非黑洞本体,而是黑洞的影子。要知道,黑洞是无法被直接看见的,一旦越过黑洞事件视界,即便光线也无法逃脱。黑洞的黑,那才叫真他妈的黑。

所以,当黑洞周围的高温气体爆发出的辐射打在黑洞身上时,就会形成一个阴影。不过,一些光线的运行路径距离黑洞事件视界比较远,它们虽然也会受到强大引力作用,但最终仍得以逃逸,在观测者眼中形成环状光晕。人类史上首张黑洞照所展现的大致就是这么个情况,看上去像个甜甜圈。

有意思的是,甜甜圈只是表象,人类史上首张黑洞其实更像是块千层饼——最新研究表明,黑洞环状光晕实际上由大量光环叠加而成。

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近日,一支研究小组公布了最新计算结果,向我们描述了黑洞光环惊人而复杂的细节特征。

哈佛-史密森天体物理中心的科学家迈克尔·约翰逊(Michael Johnson)表示:“黑洞照片实际上包含了一系列嵌套的光环,这些光环的直径大致相同,但是光子在抵达观测者之前环绕黑洞运行越多圈,相应的光环看上去就显得越细越尖锐。

研究人员开发了全新的软件,把对黑洞的模拟推向极限,以前所未有的分辨率生成黑洞模拟图像,并将其分解为多个子序列。在下图中,第n个光环所对应的光子在抵达观测者之前环绕黑洞运行了n/2圈。n越大,光子环绕黑洞的圈数越多,光环看上去就越细越尖锐。

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这支研究团队汇集了包括观测天文学家、理论物理学家和天体物理学家等不同领域的专家,使我们对这些光环的理论理解与实际观测联系起来成为可能。

据介绍,这些光环就像黑洞的指纹,它们的大小和形状记录着关于黑洞质量和自旋的信息。研究人员还认为,如果想要拍摄到清晰的光环,可能需要两台相距很远的望远镜形成干涉。比如,事件视界望远镜与一台地球轨道太空望远镜配合,就可以拍摄到n=1的光环;与月球望远镜配合,就能得到n=2的光环。

黑洞物理学一直是门迷人的学科,具有深刻的理论意义,而现在它正成为一门实验科学,这是令人兴奋的。随着未来更多观测数据的获取,我们将不断揭开黑洞的神秘面纱。

研究小组已经将相关成果发布在《科学进展》杂志上。


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