EHT發布全球第二張黑洞照片,顛覆人類對噴射流狀態的認知
這張黑洞照片拍攝于2017年4月,是一張55億光年外的類星體3C 279中央核心,以及其射流起源照片。
全球第二張黑洞照片來了。
不難看出,這張照片依舊高糊,但它首次揭示了黑洞噴射流是呈彎曲狀,顛覆了天文學家以往對黑洞輻射流呈直線狀的印象。
目前,相關研究成果已發表在《天體學與天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)期刊上,論文題為《Event Horizon Telescope imaging of the archetypal blazar 3C 279 at an extreme 20 microarcsecond resolution》(《事件視界望遠鏡對類星體3C 279的20微秒極限分辨率成像》),合著者達數百位。
55億光年外的黑洞是什么樣子的?
從論文信息看,這張黑洞照片拍攝于2017年4月,同樣由EHT(事件視界望遠鏡)拍攝,是一張55億光年外的類星體3C 279中央核心,以及其射流起源照片。
類星體就是類似恒星天體,是一類離地球最遠、能量最高的活動星系核,中心是猛烈吞噬周圍物質的、在千萬太陽質量以上的超大質量黑洞,與脈沖星、微波背景輻射和星際有機分子一度被稱為20世紀60年代天文學的“四大發現”。
長期以來,因類星體距離遙遠,以及黑洞本身不發光等原因,天文學家對這類星體的探索程度有限。不過,由于黑洞強大的引力,使得周圍物質在落入黑洞的過程中發生“劇烈摩擦生熱”,并釋放出巨大的能量,類星體便成為了宇宙中最耀眼的天體,而這一次EHT的突破就在于噴射流。
天文學家在論文中稱,3C 279是一顆具有突出無線電射流的光學劇變類星體(類星體中具有高能量和變化特征的一類,被認為朝地球方向有物質噴流,所以呈現出比其它類星體更為高能的特征,發射的可見光的變化幅度在一日內可達到50%),之前人類首次探測到類星體超光速運動現象就是在3C 279上探測到的。
不同于其他光學劇變類星體,3C 279中心的超大質量黑洞周圍還盤旋著一個能發出強烈輻射的氣體吸積盤(環繞在恒星周圍的氣體和塵?;旌衔铮?,且黑洞有一個伽馬射線發射源,因此較其他同類星體更容易探測。
2017年4月,天文學家共4次通過超高角分辨率技術——1.3mm(230GHz)VLBI技術(甚長基線干涉測量技術,一種用于射電天文學中的天文干涉測量方法)監測分析3C 279的中心噴射流的精細尺度形態,最終發現該噴射流底部為彎曲狀。
這與天文學家以往的認知有很大的差距,在拍攝到這張照片之前,天文學家假想黑洞的噴射流是呈直線狀。
與此同時,天文學家還發現,吸積盤上的旋轉材料在掉落黑洞時引起了細微變化,而這是之前從未觀察到的,也因此此次發現將幫助天文學家進一步研究黑洞周圍的物理性質,揭示類星體之謎。
探索黑洞的意義
一直以來,黑洞之于人類都是一個神秘的存在,作為宇宙中最神秘的天體之一,它似乎歷來只存在于藝術加工或電腦模擬圖像中。
1916年,愛因斯坦提出廣義相對論,首次將引力場解釋成“時空的彎曲引力可視為時空扭曲”,即黑洞強大引力會其周圍的時空會發生扭曲。而黑洞之所以神秘,就在于黑洞周圍的事件視界(一種時空的曲隔界線)內所有物質都會被黑洞吞噬,包括光。
眾所周知,一個物體想要被看見,最直接的媒介就是光。通過發光或對光的反射,物體不僅能展示真實樣貌,還能夠顯現多彩的顏色,如太陽,本身就會發光;又如月球,通過反射太陽光讓大家看見。
去年4月,EHT公布了全球首張黑洞照片,第一次將黑洞的真實樣貌展現在大眾眼前,而拍攝該張照片,利用的就是物質在進入黑洞做高速旋轉,釋放熱量時產生的強烈輻射(被我們看到的就是“光”),這也直接證實了愛因斯坦相對論的正確性。
黑洞在星際演變中的重要性不言而喻,它的真實照片不僅可以幫助天文學家推演星系中壯觀噴流是如何形成并影響星系演化的,還可能顛覆人類此前對黑洞,甚至引力、宇宙的認知,正如這一次的照片,就是從噴射流和氣體吸積盤的層面為天文學家帶來了新的發現和信息。而隨著EHT探測深度的加強,未來還將有更多有意思的現象被發現,我們拭目以待。
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