9張最佳黑洞照片,帶你更深入的了解黑洞

2020-12-06 天文在線
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黑洞

ALMA & APEX對EHT(事件視界望遠鏡（英語：Event Horizon Telescope, EHT）是一個以觀測星系中心超大質量黑洞為主要目標的計劃。)的重要貢獻。

這張圖片展示了ALMA 和APEX對EHT 的重要貢獻，左邊圖片顯示的是使用 事件視界望遠鏡(包括ALMA和APEX)全陣列重建的黑洞圖像，右圖顯示的是沒有ALMA和APEX 數據的重建情況。這兩張圖片的差異清楚地表明了ALNA和APEX在觀測中所起的重要作用。

圖片版權:ESO/S.Brunier

光子繞黑洞運動

這幅藝術家的印象描繪了黑洞附近光子的路徑，視界對光線的引力彎曲和捕獲使得視界望遠鏡得以捕獲陰影。

圖片版權:ESO/S.Brunier

一個黑洞吸積過程的模擬圖像

一個黑洞吸積過程的模擬圖像，在圖象中間的視界，可以看到陰影周圍旋轉著的吸積盤。

圖片版權:ESO/S.Brunier

M87被ESO(歐洲南方天文臺)的超大望遠鏡捕獲

梅西耶87(M87)是一個巨大的橢圓星系，距離地球約5500萬光年，位於室女座。它於1781年被查爾斯·梅西耶發現，但直到20世紀才被確定為一個星系。它的質量是我們銀河系的兩倍，恆星的數量是銀河系的十倍，是宇宙中最大的星系之一。除了它的原始尺寸，M87有一些非常獨特的特點。例如，它包含的球狀星團數量異常之多:雖然我們的銀河系包含200個以下的球狀星團，但M87大約有12000個，一些科學家認為這是它從其較小的"鄰居"那裡收集來的。

和其他大型星系一樣，M87的中心也有一個超大質量黑洞。星系中心黑洞的質量與整個星系的質量有關，所以M87黑洞是已知質量最大的黑洞之一也就不足為奇了。黑洞也可以解釋星系最具能量的特徵之一:以接近光速噴射出的相對論性物質射流。

黑洞是視界望遠鏡所觀測到的改變範式的物體。EHT(事件視界望遠鏡)選擇該物體作為觀測目標有兩個原因。其一是，由於更大質量黑洞的直徑也更大，M87中心的黑洞呈現出一個異常大的目標——這意味著它比附近的小黑洞更容易成像。而，另一個原因，從我們的星球上看，M87似乎相當接近天球赤道，這使得它在北半球和南半球的大部分地區都可見，這極大地增加了EHT望遠鏡的數量，從而提高了最終圖像的解析度。

這張照片是FORS2在ESO的超大型望遠鏡上拍攝的，作為宇宙CG(Cosmic Gems)計劃--一個擴展計劃的一部分（使用ESO望遠鏡拍攝視覺上有吸引力的物體，用於教育和公共推廣)。該項目利用了無法用於科學觀測的望遠鏡時間，拍攝了夜空中一些最引人注目的物體圖像。如果收集到的數據對未來的科學研究有用，這些觀測結果將被保存下來，並通過ESO科學檔案提供給天文學家。

圖片版權:ESO/S.Brunier

藝術家對M87中心黑洞的印象

這幅藝術家的印象描繪了位於巨大的橢圓星系M87中心的黑洞。這個黑洞被選為視界望遠鏡進行範式轉換觀測的對象。圖中展示了黑洞周圍的過熱物質，以及M87黑洞發射的相對論射流。

圖片版權:ESO/S.Brunier

黑洞剖析

這張圖片描繪了一個被吸積盤包圍的快速旋轉的超大質量黑洞。這個旋轉物質的薄圓盤由類太陽恆星的殘餘物組成，這些殘餘物被黑洞的潮汐力撕裂。這個黑洞被標記出來，展示了這個迷人物體的解剖結構。

圖片版權:ESO/S.Brunier

超大質量的黑洞模擬

為了預測第一張黑洞圖像，Jordy Davelaar和他的同事們建立了一個虛擬實境的模擬——有關這些迷人的天體之一。他們的模擬展示了被發光物質包圍的黑洞。這種發光物質以漩渦般的方式消失在黑洞中，有時在極端的條件下，它會變成發光的等離子體。然後發出的光在黑洞的強大引力下發生偏轉和變形。

圖片版權:ESO/S.Brunier

第一張黑洞圖片

事件視界望遠鏡(EHT)是一個由8架地面射電望遠鏡組成的行星規模的陣列，它是國際合作打造的，目的是捕捉黑洞的圖像。在全球協調召開的新聞發布會上，EHT的研究人員透露他們成功了，首次公開了梅西耶87及其陰影中心存在超大質量黑洞的直接視覺證據。

這裡看到的黑洞的陰影是我們所能看到的最接近黑洞本身的圖像，它是一個完全黑暗的物體，光線無法從中逃逸。黑洞的邊界——EHT得名的視界——比它投射的陰影小2.5倍，直徑略小於400億公裡。雖然這聽起來很大，但這個環的直徑只有40微弧秒——相當於在月球表面測量一張信用卡的長度。

儘管組成EHT的望遠鏡沒有物理上的聯繫，但它們能夠用原子鐘(氫微波激射器)來同步記錄數據。這些觀測數據是在2017年的全球運動中以1.3毫米的波長收集的。EHT的每臺望遠鏡都產生了大量的數據——大約每天350 tb——存儲在高性能的氦氣硬碟上。這些數據被送到高度專業化的超級計算機上——被稱為相關器——由馬克斯·普朗克射電天文學研究所和麻省理工學院草垛天文臺聯合使用。然後，他們煞費苦心地使用合作開發的新型計算工具將這些信息轉換成圖像。

圖片版權:ESO/S.Brunier

藝術家對黑洞環境的印象

這幅藝術家的印象描繪了一個黑洞周圍的環境，同時也展示出了由過熱的等離子體和相對論性噴流組成的吸積盤。

圖片版權:ESO/S.Brunier

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.eso

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