黑洞照片解讀,為什麼是模糊的?這張M78星雲黑洞照片你失望嗎?

2020-12-06 雲中說科技

相信昨天很多人都見證歷史了吧,人類歷史上第一張黑洞照片終於公布了,我收集了一些大家的問題下面為大家解答一下。首先第一個問題 照片中的黑洞來自哪?2017年事件視界望遠鏡簡稱EHT,選定了兩個黑洞作為拍攝目標。

一個是我們銀河系中心的黑洞人馬座A*,距離我們2.6萬光年,質量大概是400-450萬個太陽質量,另外一個候選黑洞是位於室女座方向上的M87星系中心的黑洞,就是M87*,它的質量是65億個太陽質量,但是距離我們大概5500萬光年,也就是光走過來要5500萬年,這兩個黑洞都算是超大質量黑洞了。

這次公布的黑洞照片就是M87*,所以理論上你看到的是它5500萬年前的樣子,照片中黑色的中心就是黑洞的陰影,周圍的紅色的光環就是吸積盤輻射的光線,第二個問題,為什麼銀河系中心黑洞離我們更近,卻不公布人馬座A*的照片呢?其實這兩個黑洞在視角上大小差不多 反正都很小。

M87*會更小一些,但是由於我們並不能直接觀測到黑洞,本身只能通過黑洞引起的一些現象間接去觀測黑洞,就比如黑洞視界外圍形成的吸積盤或者噴流現象,通過這些來觀測,M87*整體上就比較活躍,因為它質量更大嘛,所以現象就更加明顯,這樣對於數據的成像效果就比較好,而銀河系中心的人馬座A*相對來說就沒有M87*活躍。

還有一個原因就是我們是處在銀河系銀盤上,所以銀河系中心的黑洞雖然更近,但是輻射過來的光線也更容易受到星際氣體而散射,氣體對光的散射還是比較強的,所以這點上M87就更加優越了,因為M87星系整體上包含的氣體很少,幹擾就會很少,第三個問題 它為什麼長這樣?

這裡可能大家有個誤區,就是說照片中黑色的區域就是黑洞的事件視界吧?其實還不是,黑色的中心是黑洞的陰影,我們說的事件視界是理論上計算出來的數值。對於靜止黑洞就等同於史瓦西半徑,也就是說在史瓦西半徑處的逃逸速度需要達到光速,所以只要進入到視界面就連光也逃脫不了了,就會瞬間吸入到奇點裡。

那黑洞的吸積盤是什麼呢?就是黑洞周圍的一些氣體物質,它們是有質量的,首先有質量逃逸速度就不可能達到光速,所以對於這些氣體來說它們的視界就會比史瓦西半徑要大,大概在5倍史瓦西半徑左右,對於旋轉的克爾黑洞來說會稍稍小一點,就是這些氣體進入5倍史瓦西半徑也別想出來了。第一張照片是真的,其餘全是藝術,你自己感覺一下吧。

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