簡介：EHT望遠(yuǎn)鏡發(fā)布的黑洞圖像中，圍繞M87超大質(zhì)量黑洞的一個(gè)明亮但未被分辨的環(huán)，很可能包含一個(gè)由無限個(gè)子環(huán)序列組成的薄“光子環(huán)”。

如此深刻的凝視將會(huì)需要為視界望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃增加一個(gè)宇宙里的元件。

? ? ? ?

? ? ?

視界望遠(yuǎn)鏡捕捉了特大質(zhì)量宇宙的黑洞和它的影子，那是在M87星系的中心。（圖像：源于視界望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃合作）

黑洞的拍攝可能比科學(xué)家們目前想到的更加強(qiáng)大和給人啟發(fā)。

去年四月，視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目將第一張黑洞的照片公之于眾，位于特大質(zhì)量的M87星系中心。這個(gè)有標(biāo)志意義的照片打開了新世界的大門，讓科學(xué)家們能夠探索前所未有的奇異時(shí)空領(lǐng)域。

? ? ? ?

? ? ?

而在不久的將來，這個(gè)探索可能會(huì)更加深入。一項(xiàng)新的研究報(bào)告稱，EHT圖像中最顯著的特征是一個(gè)在M87超大質(zhì)量黑洞周圍的明亮但未知的環(huán)，它很可能包含一個(gè)由無限子環(huán)序列組成的薄“光子環(huán)”。

? ? ? ?

? ? ?

研究小組的成員說，這個(gè)光子環(huán)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)蘊(yùn)藏著著關(guān)于黑洞信息的寶庫，科學(xué)家可以通過略微擴(kuò)展EHT的范圍來獲取這些信息。

“黑洞賜予我們這個(gè)禮物，這個(gè)信號(hào)不像太空里任何已被了解的東西，” 第一作者邁克爾·約翰遜說道，他是馬薩諸塞州劍橋市哈佛——史密森天體物理中心的天體物理學(xué)家。

?“這不僅僅是一些廉價(jià)的圖片，‘我們更了解黑洞，’”約翰遜告訴天文在線網(wǎng)。“這實(shí)際上是一種全新的測量方法。”

? ? ? ?

? ? ?

放置一個(gè)環(huán)

EHT擁有全世界八個(gè)無線電天文望遠(yuǎn)鏡的網(wǎng)站，一個(gè)被認(rèn)為是甚長基線干涉測量的設(shè)備，連接著來形成地球大小的虛擬儀器。這個(gè)擴(kuò)大的照相已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)超大質(zhì)量的黑洞了。一個(gè)是M87，距離著地球5350萬光年遠(yuǎn)，比地球的太陽系大65億倍。另一個(gè)是銀河系的中心黑洞，被認(rèn)為是人馬座A，距離26000光年遠(yuǎn)并且“只有”430萬個(gè)太陽的質(zhì)量。

? ? ? ?

? ? ?

EHT團(tuán)隊(duì)首先觀察了M87星系的黑洞，在較短的時(shí)間尺度上變化較小所以更加容易被觀察。這個(gè)項(xiàng)目希望在不久的將來得到人馬座A的圖象，EHT團(tuán)隊(duì)成員這么說道。

當(dāng)然，這樣的圖像并不能描繪出黑洞的內(nèi)部，那不可能實(shí)現(xiàn)。除非在一個(gè)黑洞的內(nèi)部，因?yàn)檫@些物體吞噬光。當(dāng)然，EHT提供了黑洞的剪影，描繪出了它的事件視界，沒有回頭路也沒有任何可以逃脫。

EHT圖像展現(xiàn)了M87星系黑洞被一個(gè)亮環(huán)所包裹著，光子是由圍繞著這個(gè)超大質(zhì)量物體旋轉(zhuǎn)的高速熱等離子體射出的。在最新的研究里，約翰遜和他的同事們認(rèn)為這個(gè)環(huán)對宇航員們而言是礦的寶貴來源。

? ? ? ?

? ? ?

愛因斯坦的廣義相對論預(yù)示著在發(fā)射光暈中嵌入了一個(gè)“光子環(huán)”，由一個(gè)復(fù)雜無線子空間的巢組成，研究者說道?！翱傊@組子結(jié)構(gòu)就像是電影的框架，捕捉了從黑洞中可見的宇宙歷史?！奔s翰遜和他的同事在新的報(bào)告中這樣寫道，在三月十八日在《科學(xué)》雜志上同步。

研究人員說，觀看這部“電影”可以揭示有關(guān)黑洞和引力性質(zhì)關(guān)鍵但又難以捉摸的深刻見解。比如說，詳細(xì)地描述子帶可以幫助科學(xué)家們確定黑洞的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)，正是這兩個(gè)特性定義了這些奇異的物體。

“一旦你知道了關(guān)于這個(gè)系統(tǒng)的兩個(gè)參數(shù)，我們就認(rèn)為你了解關(guān)于黑洞的所有?！奔s翰遜說。

EHT觀測者目前允許計(jì)算黑洞質(zhì)量在實(shí)際值的10%左右，他補(bǔ)充到，而且它們不會(huì)很明顯地改變事情。

? ? ? ?

? ? ?

一個(gè)比地球還大的望遠(yuǎn)鏡

EHT聯(lián)盟是一個(gè)由大約由200名研究人員組成的國際團(tuán)隊(duì)，長期以來一直計(jì)劃將數(shù)組推向最終的前沿，只要他們的資金允許。畢竟，更大的望遠(yuǎn)鏡包括那些連接著VLBI的設(shè)備更加強(qiáng)大。

然而約翰遜說，這一前景長期以來似乎令人生畏，當(dāng)計(jì)算表明至少需要六種天基組件才能顯著提高EHT的分辨率。

然而最新的研究建議 研究那個(gè)子環(huán)不需要這樣巨大的資源支出。研究者們決定即使是單個(gè)的衛(wèi)星，或者僅僅是一個(gè)在母星上設(shè)計(jì)好的設(shè)備，只要它能將EHT的足跡擴(kuò)展到足夠遠(yuǎn)的地方，就很有可能實(shí)現(xiàn)。

約翰遜指著距離地球表面約22200英里(35730公里)的太空地帶說：“即使在地球同步軌道上，這對EHT來說也是一個(gè)很大的分辨率提升?！薄?/span>然后，當(dāng)然，一旦你到達(dá)月球，我認(rèn)為在那里我們將真正看到全新的科學(xué)。”

? ? ? ?

? ? ?

他補(bǔ)充說，對于一個(gè)適當(dāng)擴(kuò)展的EHT來說，這個(gè)子環(huán)的記號(hào)應(yīng)該非常容易測量。

“他們看起來簡直是奇跡，”約翰遜說，“在這種情況下，我們甚至無法想象將EHT圖像的分辨率提高到原來的兩倍?，F(xiàn)在我們在思考我們可能可以將EHT圖像的分辨率增加到100倍通過增加一條很長的基于太空的線路。”

這一潛在的里程碑并不近在眼前，但是也不遠(yuǎn)；約翰遜說EHT能夠在十年之內(nèi)得到太空組件如果有環(huán)節(jié)打破了計(jì)劃。

作者: Mike Wall

FY: 舒舒傅傅

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請于三十日以內(nèi)聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處