在拍攝第一張黑洞照片后 事件視界望遠鏡團隊將重點放在宇宙射流上

據外媒CNET報道,我們往往認為黑洞是巨大的、吞噬物質的龐然大物。但是,即使是超大質量黑洞,即存在於星系中心的引力“天坑”,也有各種各樣的尺寸。以M87*為例,它位於Messier 87星系的中心。它的質量大約是我們太陽的60億倍。或者你可以看看人馬座A(Sagittarius A*),它位於銀河系的中心,質量只比太陽大400萬倍。就超大質量黑洞而言,它很小。

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M87*的驚人尺寸是它成為事件視界望遠鏡(EHT)捕捉世界上第一幅黑洞圖像的最佳候選者的部分原因。這一壯舉在2017年實現,當它在2019年被揭示給世界時,立即被譽為天體物理學中的一個突破。這幅圖像是多年工作的最高成就,使用了世界各地的少數幾個天文台,這些天文台基本上作為一個行星大小的望遠鏡發揮作用。這一突破讓科學家們看到了Messier 87的黑暗心臟所投下的陰影。

但這僅僅是個開始。

天體物理學家們並不打算只停留在一個黑洞上。他們隨後將注意力轉向了另一個超大質量黑洞,它的質量只有M87*的1/100,位於附近被稱為人馬座A的中心。使用捕捉到M87*的相同技術,天體物理學家現在能夠以超高的分辨率拍攝到從人馬座A的黑洞中噴射出來的強大物質,揭示了關於這些令人困惑的現象是如何出現的。

這些細節於周一發表在《自然-天文學》雜誌上。

“EHT的主要目標是對黑洞進行成像,”德國波恩馬克斯-普朗克射電天文研究所的天體物理學家Michael Janssen說,他是這項研究的主要作者。“但是噴流是由我們正在研究的黑洞自然發射的。因此,為了充分了解黑洞,我們也需要了解這些射流以及它們是如何產生的。”

宇宙射流是由許多黑洞產生的–包括M87*–基本上是由快速旋轉的黑洞吸積盤拋出的失控的等離子體“列車”。

澳大利亞科廷大學的天體物理學家、國際射電天文學研究中心(ICRAR)的成員James Miller-Jones說:”這些狹窄、集中的等離子體束從靠近黑洞(其大小小於我們的太陽系)的小範圍內帶走了能量,並以更大的尺度沉積到周圍環境。米勒-瓊斯說,噴氣機可以影響星系和星系團的演變–因此天文學家們渴望更好地了解它們。

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Janssen及其同事就是這樣一個天文學家群體。他們想放大噴流,看看它們在靠近黑洞的地方是如何運作的。EHT使之成為可能。

EHT由來自世界各地的八個天文台組成,使用一種被稱為甚長基線干涉測量的技術,或VLBI。 Janssen指出,一般來說,更大的望遠鏡能提供更清晰的圖像–但你只能把它們造得這麼大。EHT不是製造一個單一的望遠鏡,而是將世界各地的望遠鏡虛擬連接起來,提供一個相當於 “數千公里大小 “的單一望遠鏡的分辨率。

有了它,研究小組可以聚焦於人馬座A的噴流,並比以前更清晰地看到它。這也使他們能夠在極其接近黑洞的地方對噴流進行成像。

Janssen說:“我們能夠以亞光天的分辨率研究這個噴流,這在以前是從未實現過的。EHT觀測使研究小組能夠看到距離黑洞大約0.6光天的地方–這聽起來很小,但它相當於太陽和冥王星之間距離的2.5倍,即96億英里。”

窺視人馬座A的“心臟”,並將他們的觀測結果與理論模型進行比較,研究小組發現這個黑洞的噴流邊緣變亮,看起來與M87*所產生的噴流驚人地相似。這很關鍵,因為它讓我們回到了我們的開篇問題。所有黑洞的功能都是一樣的嗎,無論大小如何?

人馬座A的噴流表明情況可能是這樣的。這很重要,原因有二:它符合愛因斯坦的廣義相對論,而且它 “證明了噴流的基本屬性取決於發射它們的黑洞質量”,Miller-Jones說。他補充說,這種比例可能適用於小得多的黑洞,其質量僅為太陽的10到100倍。

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