黑洞照片后續(xù)!新冠疫情之下又將如何繼續(xù)研究?
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文章介紹了一張剛剛發(fā)布的黑洞噴氣機的照片,并介紹了其中的一些構(gòu)造和數(shù)據(jù)。
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去年,一個來自全球各地的科學(xué)團隊制造了歷史,發(fā)布了黑洞的第一張照片。一年之后,一項振奮人心的續(xù)集剛剛發(fā)布,我們對黑洞噴氣機有史以來最近距離的觀測。
質(zhì)量極大的黑洞位于五十億光年以外的一顆非常明亮的類星體——3C 279的中心。類星體是我們所知的最明亮的天體之一,它們是帶有質(zhì)量極大的黑洞的星系,并在吸積盤出發(fā)射出極強的輻射以及氣體。
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最新公布的研究來自于獲得黑洞照片的同一次實驗,在2017年四月由事件視界望遠鏡團隊領(lǐng)導(dǎo)。3C 279是這次研究的幾項第二觀測對象之一,現(xiàn)在我們終于獲得了激動人心的結(jié)果。
我們已經(jīng)知道物質(zhì)會向巨大黑洞的虛無墜落,物質(zhì)的一小部分——它外層的氣體或灰塵被加速到接近光速。導(dǎo)致黑洞從宇宙中運動最快的一些物質(zhì)之中產(chǎn)生了相對噴氣機。
事件視界望遠鏡(EHT)團隊剛剛一前所未有的精細度對黑洞噴氣機進行了觀測。將它的足跡一直追蹤至位于3C 279的黑洞吸積盤。雖然看起來有些模糊,里面包含了十分豐富的信息。
其中之一,令研究團隊吃驚的是,噴氣機本應(yīng)是一道直線,但數(shù)據(jù)顯示在它的基部有些許彎曲,另有一道拉長了的結(jié)構(gòu),與噴氣機垂直。
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“這一形態(tài)區(qū)別可以以兩種方式解釋,寬廣分辨的噴氣機基礎(chǔ),或者空間上彎曲的噴氣機”,研究團隊在發(fā)布的文章中寫到。這篇文章共有驚人的351名作者。
因為觀測時長有幾天之久,科學(xué)家們可以分辨出黑洞噴氣機一些細小的改變。這些細小的改變很有可能是模擬模型預(yù)測的,但從未被觀測到現(xiàn)象的證據(jù)——吸積盤墜入黑洞時的旋轉(zhuǎn)和對物質(zhì)的粉碎。
3C 279被選為事件視界望遠鏡的學(xué)習對象并不是巧合。M87星系(室女座A星系),即便有了去年黑洞所帶來的光輝,只釋放較弱的伽馬射線。
更為強大的星際原子核,例如3C 279,對于地球的光度距離更遠,這意味著我們在夜空中更難識別它,但3C 279是我們所見的天體之中最明亮的伽馬射線源頭。但幸運的是,它是一顆耀變體,這意味著它十分顯著,變化多端的噴氣機正向地球的方向噴發(fā)。
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研究團隊在2017年四月份,用了四個晚上將事件視界望遠鏡調(diào)試好,調(diào)試的過程運用了六個不同地區(qū)的八個基站所采集的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)需要被小心的傳送到普朗克研究所和麻省理工學(xué)院。在普朗克研究所,超級電腦將對這些數(shù)據(jù)進行射電天文學(xué)分析。在麻省理工學(xué)院,超級電腦將進一步分析這些數(shù)據(jù)。
“對于3C 279來講,事件視界望遠鏡前所未有的清晰度,與全新數(shù)據(jù)分析電腦程序是具有啟示性的。”來自加拿大圓周物理研究所的天文物理學(xué)家艾弗里·布德里克說道。
“曾今單一的無線電“內(nèi)核”如今演變成了兩個獨立的復(fù)合物。兩個天體都在運動,即使距離小到只有幾個光月。來自3C 279的噴氣機正以99.5%光速的速度向地球移動!”
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這是發(fā)現(xiàn)對黑洞科學(xué)家們意義非凡,很久以來他們都依靠著電腦模擬,或者是低像素的照片, 而我們這個神秘的天體還有太多未解之謎,例如究竟是什么為我們所見的噴氣機提供了動力?
“對噴氣機源頭的進一步學(xué)習,例如磁場配置和具體的噴氣機能量守恒,將取決于之后研究的方向?!闭撐氖侨绱私Y(jié)尾的。
當世界終于看到了室女座A星系的內(nèi)心時,天文學(xué)家才剛剛開始使用它們功能強大的新玩具。
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不幸的是,最近的事件視界望遠鏡觀測本計劃在三月和四月進行,但由于新冠疫情不得不取消。但研究團隊在2017和2018年收集了不少數(shù)據(jù),而此報告是也從這些數(shù)據(jù)得來的。
“去年我們能夠向世界展示黑洞影子的第一張圖像,”安東·真索斯,普朗克研究所所長,事件視界望遠鏡研究團領(lǐng)導(dǎo)者,如此說道。“如今我們觀測到了噴氣機超出預(yù)期的變化,但我們的研究還在繼續(xù)。就像去年所說的那樣,這僅僅是開始。”
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作者: SIGNE DEAN
FY: mjr
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