研究稱M87星系中心巨大黑洞周圍的環會“晃動”
據外媒SlashGear報導,黑洞以“貪婪”、不可逃避而著稱,是已知宇宙中最令人印象深刻的元素,但人們直到現在才意識到的是,它們會“晃動”。芝加哥大學的新研究利用一個獨特的望遠鏡陣列來追踪M87星系中心的超大質量黑洞,並在這個過程中解開了一個新的發現–也是一個新的謎團。
自從事件視界望遠鏡(EHT)合作組織發布黑洞M87*的圖像以來,已經過去一年多了。然而收集到的關於這個超大質量天體的數據其實要比這更早,從2009年到2013年都有檔案集。
更早的數據只是部分數據,因為它依賴於第一批加入事件視界陣列的望遠鏡。與其說是單一的儀器,不如說是13個研究所和多個獨立望遠鏡的合作,它們從不同的角度結合了自己的數據。通過將最新的分析技術應用到這些舊數據中,研究人員已經能夠提取出關於M87*以及它在做什麼的新細節。
“去年我們看到了黑洞陰影的圖像,由圍繞M87*旋轉的熱等離子體形成的明亮新月形和黑暗的中央部分組成,我們預計黑洞的事件視界就在那裡,”天體物理中心的天文學家、詳細介紹新發現的論文的主要作者Maciek Wielgus說。“但這些結果只是基於2017年4月整個一周窗口進行的觀測,這時間太短,無法看到很多變化。”
2009-2013年的數據來自一個原型陣列,但通過應用統計建模,足以說明M87*隨著時間的推移發生了怎樣的變化。一方面,它證實了現有的一些理論。例如,黑洞的影子直徑與愛因斯坦的廣義相對論相吻合。然而它也解開了一些驚喜。雖然月牙環的大小可能和理論預測的一樣,但沒想到的是出現了明顯的晃動。
其中有些是目前的理論所預測的,因為落到黑洞上的過熱氣體的吸積流會電離,然後因磁場而變得湍急。科學家解釋說,這可以解釋一些可見的“晃動”,但不是全部。“實際上,我們看到那裡有相當多的變化,並不是所有的理論吸積模型都允許這麼多的晃動,”Wielgus建議。“這意味著我們可以根據觀測到的源動力開始排除一些模型。”
科學家希望目前正在處理的2018年數據能夠解開更多關於這種晃動的細節,以及可能導致這種“晃動”達到如此程度的原因。同時,數據收集工作將於2021年3月再次開始–由於天氣模式、正在進行的新冠大流行和其他因素,2020年的觀測活動已被擱置,原本科學家預計將從中收集到更多關於黑洞如何演化的細節。