首张黑洞照片的发布开辟了天文学史上的新纪元

聚客2022-06-03  23

哈佛史密森天体物理中心发布了最新的历史黑洞照片的详细模拟。

报纸上说。com:去年4月,一张“高糊”黑洞恒空的照片诞生,给大家留下了一个红色甜甜圈的印象。近一年后,3月18日,哈佛-史密森天体物理中心在《科学进展》杂志上发表了这张历史性照片的最新详细模拟。照片上看起来只有一个光环,但实际上是由无数个子光环组成的,这也符合广义相对论的预言。

领导这项研究的迈克尔·约翰逊也是首个黑洞摄影师视界望远镜(EHT)的成员。他解释说,这是因为在光线到达望远镜之前,它已经绕黑洞很多圈了,形成了无数的光子轨道。随着轨道数量的增加,它越来越靠近黑洞阴影的边缘,光环的宽度呈指数级变窄,最终可以忽略不计。

根据爱因斯坦引力场方程的计算,如果大量物质集中在空之间的一点,奇点周围就会形成一个空扭曲的“视界”。一旦进入这个界面,即使是光子也无法逃脱。

所以黑洞的身体是看不见的,隐藏在照片中间的黑暗中。但是,我们可以追溯到光子消失的“视界”外围,那里有被吸进一圈的热气,由于湍流而摩擦发光。

在这些复杂的嵌套环中,我们可以一窥极端重力使光弯曲而形成的复杂子结构。它们也是黑洞特有的“指纹”。

通过计算机软件模拟高精度黑洞图像,分解成层层子图像,哈佛-史密森天体物理中心的研究人员发现了理论和现实照片之间的重合。他们认为,根据黑洞环的大小和形状,科学家有望计算出黑洞的质量和自旋性质。

然而这些子光环在照片中是无法用肉眼分辨的。你怎么知道他们的详细资料?

EHT是分布在世界各地的8台望远镜组成的阵列,通过联合观测,形成有效孔径等于地球直径的大望远镜。约翰逊说,如果你想“拍摄”一个清晰的光圈,你不需要这么多望远镜,只需要两个相隔足够远的望远镜就可以干涉。

他判断,如果阿泰空望远镜与地面的EHT配合,就可以获得清晰的子晕信号。

研究人员认为,给EHT增加一个地球轨道望远镜可以得到n=1的效果,而月球望远镜可以得到n=2的效果。

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