天文學家發布新視頻:通過多波長觀測揭示黑洞對M87星系的影響
據外媒報導,如果你認為兩年前遙遠星系M87中的第一個黑洞圖像是特別的東西,那麼新發布的一個匯集了19個天文台工作成果的視頻可能會讓你大吃一驚。2019年,事件地平線望遠鏡(EHT)首次捕捉到了這個直徑250億英里的黑洞。M87星系(或者說Messier 87星系)至少在天文學上是接近的。它距離地球大約5500萬光年,是本地宇宙中最龐大的星系之一,早在1781年就被Charles Messier首次發現。
然而,位於其中心的黑洞卻保持了更久的神秘感。作為一個超大質量黑洞的例子,它迫使天文學家在拍攝它的照片時不得不進行思考:畢竟,黑洞的定義是捕捉光線。EHT收集了八台不同望遠鏡的數據,並將這些信息匯集起來,創建了一張圖像,顯示其中心周圍的發光氣體,引力彎曲造成了陰影。
這張圖片在2019年成為頭條新聞,但現在EHT再次提供了更多的儀器和更多的細節。“我們知道,黑洞的第一張直接圖像將是突破性的,”日本國家天文台的Kazuhiro Hada解釋說,他是正在《天體物理學雜誌通訊》上發表的一項新研究的共同作者,以描述新數據。“但為了從這一非凡的圖像中獲得最大的好處,我們需要通過在整個電磁波譜上的觀測來了解當時黑洞的一切行為。”
這一次,為了在不同波長的光線下對M87進行前所未有的巡視,天文學家利用了19個天文台–包括5個由NASA運營的天文台。它依靠的是,黑洞的引力可以產生幾乎以光速傳播的粒子噴射,跨越整個電磁波譜。這些射流在宇宙中噴薄而出,從無線電波到可見光再到伽馬射線,由19台不同的儀器收集到不同的組。
視頻從最初的EHT圖像開始,然後通過射電望遠鏡陣列,跨越可見光,然後是紫外光,再到X射線,螺旋式地展開。最後,是來自地面上伽馬射線望遠鏡的數據,還有美國宇航局的費米太空望遠鏡。
在2017年3月和4月期間,200個機構的760名科學家和工程師一起合作拼湊出這套龐大的數據。這也不僅僅是為了娛樂,有可能會有新的科學突破被解鎖。
“例如,”NASA解釋說,“科學家計劃利用這些數據來改進對愛因斯坦廣義相對論的測試。目前,這些測試的主要障礙是關於圍繞黑洞旋轉並被噴射物炸開的材料的不確定性,特別是決定發射光的特性。”
同時,它還可以幫助我們了解“宇宙射線”,它們是如何形成的,以及它們對宇宙其他部分的潛在影響。“這些射流設法將黑洞釋放的能量輸送到比宿主星系更大的尺度,就像一根巨大的電源線,”這項研究的共同作者、來自阿姆斯特丹大學的Sera Markoff解釋道。“我們的結果將幫助我們計算出所攜帶的能量,以及黑洞的射流對其環境的影響。”