M87黑洞周围的小波 宇宙野兽如何吞噬周边物质

M87黑洞周围的小波 宇宙野兽如何吞噬周边物质

首页动作格斗太空野兽2更新时间:2024-05-09

艺术家的印象显示了一个黑洞的吸积盘,附近星云的气体和尘埃被拉向盘面。你已经看到了黑洞的第一个特写镜头。现在,准备好看到物体周围微弱的物质。第一个黑洞阴影形象的国际团队已经计划采取更好,更详细的形象。这张照片可以揭示物质和磁场的新细节,这些物质和磁场缠绕在星系梅西耶87(M87)中心的超大物体上。

黑洞还有详细的图像,以及已经在工作中的黑洞影像,可以帮助解释黑洞如何吞噬周围旋转的热气体环(称为吸积盘)以及物体如何产生明亮的喷射星系尺度上的超快物质。地平线望远镜(EHT)团队的研究人员,在美国物理学会4月会议上与众多物理学家进行了交谈。

M87黑洞进行成像,EHT团队的哈佛大学天文学家Shep Doeleman说:具体来说,科学家需要增加他们正在研究的无线电波的频率,并为EHT网络添加新的射电望远镜。他说:这两个项目已经在进行中,并应该使已经非常清晰的图像更加清晰。

加拿大滑铁卢大学的天体物理学家艾弗里·布罗德里克表示,该团队希望能够对模拟建议应该围绕着已经描绘过的明亮环的较为暗淡的物质进行图像处理,他们正在研究地平线望远镜(EHT)的数据解释。那些缕缕的形状应该告诉物理学家,关于如何将物质从黑洞的吸积盘撞到喉咙的长期理论是正确的。

布罗德里克说:“我们告诉我们的研究生的一个故事是'磁旋转不稳定'导致吸积”,或者黑洞吸附附近气体的过程。

物理学家相信,他在演讲结束后表示:由于湍流震动了吸积盘的热物质,它的摇动粒子在很远的距离上相互摩擦。那种磁性拖拽导致一些旋转物质减速并从轨道上掉落到事件视界并进入黑洞; 这种材料形成了研究人员希望研究的缕缕。

“但这很大程度上是由无知和失败的想象所产生的故事,”布罗德里克在他的演讲中告诉人群,“因为我们不知道还能做什么,我们已经尝试过”寻找其他解释。

他说,更详细的图像可以证实或拒绝这一理论。

还有更多未知等待探索

他说:“那些小窍门会做的是他们会给你一种直接测试的方法,因为你正在研究[磁湍流的直接结果]。”

布鲁德里克说,对缕缕进行仔细的成像,同时努力对运动中的黑洞进行成像,这将有助于物理学家以前所未有的细节了解黑洞如何食用和生长。

Doeleman告诉Live Science,与此同时,黑洞周围较暗材料的更好图像可能会显示出有助于团队解释这些物质的结构的结构。研究人员希望能够捕捉到从吸积盘旋转的物质图像,并沿着M87明亮喷射的实际路径向前,几乎在地球的方向上前进。

“我们打开了一扇窗户,我们没有看完它,”他说。“敬请关注。”

在问及除EHT之外,未来还有哪些重大天文项目和目标时,德诺华表示,为了更进一步提升观测黑洞的精度,未来有两个途径可以提高角度分辨率:一是使用更小波长的电磁波,由于其频率更高,需要进一步加强各观测站的同步能力;二是增加望远镜阵列距离,EHT已经充分利用地表距离,下一步需要将射电望远镜送入太空来增加望远镜之间的距离。而这些工作将需要在EHT之外建立更多国际合作。

德吕埃勒对此表示,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲处女座引力波天文台(VIRGO)探测到黑洞合并过程的引力波具有重要意义,它开创了人类通过引力波来探索宇宙的新路径,而不仅仅是依靠光(以及宇宙射线、中微子等)。德吕埃勒期待日本KAGRA低温引力波探测器尽早投入使用,加入到LIGO-VIRGO正在进行的观测项目。另外,她还期待LISA空间引力波探测器尽快发射升空,它将允许我们借助引力波“看到”银河系中心的超大质量黑洞。在相关的另外一个领域,德吕埃勒认为,国际线性对撞机(ILC)如能修建,将可能揭示神秘的暗物质和暗能量。

两位专家都表示,目前还有许多其他大型研究项目,包括光学天文学(建设超大望远镜)、无线电、X射线、伽马射线、中微子、引力波等等。随着科研人员的不懈努力,相信未来将有更多世界级重大发现,引领我们一步步探索自身所处的神秘宇宙。

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