美國國家宇航局的黑洞新圖像美妙得令人驚嘆

2023-04-01 07:08:12 1

美國國家航空航天局的新黑洞圖像令人驚嘆

天文學在線

黑洞探索——從精確模擬開始，

是歷史上第一次黑洞視界的直接圖像是科學創造力的驚人壯舉然而，因為直接成像極其困難，所以渲染的解析度相對較低。圖

:位於巨型橢圓星系M87核心的超大質量黑洞的質量約為太陽的70億倍，如事件地平線望遠鏡發布的第一張圖像所示(2019年4月10日)可見的是新月形的光環和中心的陰影。這是黑洞視界上光暈和光子捕獲區域重力的放大圖像。新月形是由黑洞的旋轉和相對論輻射造成的。陰影的直徑大約是視界

直徑的2.6倍。通過技術和工藝的改進，我們可以預期未來的成像質量會隨著時間的推移而提高。目前，美國國家航空航天局的新黑洞圖像(為其黑洞周製作)向我們展示了正在活躍生長的超大質量黑洞的高解析度圖像。

超大質量黑洞存在於絕大多數大型星系的中心，黑洞是如何到達這裡的仍然是一個謎，誰首先出現在黑洞和星系中也是宇宙學中的一個大問題。

我們現在知道的是，它們非常巨大，質量是太陽的數百萬甚至數十億倍，所以它們可以控制恆星的形成。我們還知道，當它們變得活躍並開始吞噬其他天體時，它們將成為宇宙中最耀眼的物體。在其他幾十年裡，我們也發現了一些奇怪的動態現象。

(美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心/傑裡米·施尼特曼)

事實上，最早的黑洞模擬圖像是由IBM 7040在20世紀60年代計算出來的。法國天體物理學家讓-皮埃爾·盧米納在1978年手工繪製了這幅圖。它看起來仍然和美國宇航局當前的模擬圖像非常相似。

(jean pierre Ruminet)

可以看到兩個模擬圖像中的中央黑環(上面的新圖像和下面的Ruminet的作品)這就是事件視界。電磁輻射(光、無線電波、x光等)的速度。)不足以達到黑洞逃逸速度的極限。從中間穿過黑洞是圍繞黑洞旋轉的吸積盤的前端，看起來像是水進入排水管。它通過摩擦產生足夠強的輻射，被我們的望遠鏡探測到——這正是你在M87的圖像中看到的。在

圖像中也有一個光子環，它是圍繞事件視界的完美光暈黑洞周圍仍然有一個巨大的掃描。這些掃描實際上來自黑洞後面的吸積盤，黑洞的引力非常強，可以彎曲時空，改變視界之外的光路。你也可以看到吸積盤的一邊比另一邊亮。這種效應被稱為相對論性光束，是由吸積盤的旋轉引起的。吸積盤向我們的方向移動的一側更亮，因為這種接近光速的移動改變了光的波長，即所謂的都卜勒效應。由於相反的效果，遠離我們的一側相對較暗。

「這種明顯的光度不對稱，」魯米內特去年在一篇論文中寫道，「是黑洞的主要特徵，因為黑洞是唯一能使吸積盤內部區域的速度接近光速並引起明顯都卜勒效應的天體。「像

這樣的模擬可以幫助我們理解超大質量黑洞周圍的極端物理現象——這可以讓我們理解當我們看到M87的照片時我們在看什麼

黑洞(英文:black hole)是一個時空表現出極強的重力加速度的區域，因此沒有粒子，甚至電磁輻射，如光，可以逃脫。廣義相對論預言，足夠密集的質量可以扭曲空間和時間，形成黑洞；無法逃離這個區域的邊界稱為事件視界。儘管事件視界對穿過它的物體的命運和情況有很大影響，但對該區域的觀察似乎沒有發現任何特徵。在許多方面，黑洞就像一個理想的黑體，它不反射光。此外，彎曲時空中的量子場論預測，來自事件視界的霍金輻射，就像黑體的光譜一樣，可以用來測量與質量成反比的溫度。在恆星質量的黑洞中，溫度高達數十億K，因此基本上是不可觀測的。

參考

1。WJ百科全書

2。天文術語

3。MICHELLE STARR-moon replacement

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