人类首次拍到“黑洞” 它竟比太阳大65亿倍(组图)


该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心。
该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心。(示意图/图片来源:Adobe Stock)

2019年4月10日,人类首张“黑洞”照片问世。该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,其质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。

这个黑洞位于距离地球5500万光年的一个星系,最大直径约400亿公里,相当于地球的300万倍,被科学家形容为“怪兽”。

为了拍摄这个黑洞,科学家利用世界各地八座望远镜组成的网络收集数据,这个网络被称为“事件视界望远镜”。

最初提出为黑洞拍照的荷兰奈梅亨拉德堡德大学(Radboud University)教授法尔克(Heino Falcke)介绍,这张照片的主角位于一个称为M87的星系。

他接受BBC访问时说,这个黑洞的体积比我们身处的太阳系还要大。他说:“它的体积是太阳的65亿倍,也是目前所知的黑洞中最重的一个。”

法尔克形容这个黑洞四周的光是个“火圈”,包围着一个黑色的点。这些光线由一些正被吸入黑洞的高温气体发出,光线比宇宙其他星体发出的光线都要亮,因此我们在地球也能看见。

科学家在星系M87上拍到的黑洞。
科学家在星系M87上拍到的黑洞。(图片来源:维基百科/CC BY 4.0)

法尔克表示,他在1993年修读博士学位时,就萌生了为黑洞拍摄照片的想法。之后,他花了20年的时间游说欧洲研究议会,最终获得多个研究拨款约4亿英镑。

法尔克接受BBC访问时说,成功拍到黑洞的照片后,他有一种完成任务的感觉。

参加拍摄黑洞研究的英国伦敦大学学者尤西(Ziri Younsi)认为,拍照的结果证明,黑洞的样子和一些物理学家和电影导演想像的差不多。

研究团队的下一个目标,是为一个位于我们银河系中间的超级黑洞拍照。这个黑洞与地球近得多,但它四周的“火圈”比位于M87黑洞的“火圈”暗淡得多,因此要拍照并不是一件容易的事。

拍摄到黑洞的照片只是第一步,接下来科学家还要研究黑洞四周的光环是如何产生的,以及物质被吸进黑洞后的命运如何。

“黑洞”是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。

1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild),通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解。这个解表明,如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值,其周围会产生奇异的现象,即存在一个界面——视界。一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。这个定值称作“史瓦西半径”。这种不可思议的天体,被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒(John Archibald Wheeler)命名为“黑洞”。

“黑洞”无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度导致的摩擦,而放出x射线和γ射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹,也可推测出黑洞的存在,还可以取得其位置以及质量。

(相关视频:https://youtu.be/PAPpNOWNfo4


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