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簡介：EHT望遠鏡發布的黑洞圖像中，圍繞M87超大質量黑洞的一個明亮但未被分辨的環，很可能包含一個由無限個子環序列組成的薄「光子環」。
如此深刻的凝視將會需要為視界望遠鏡計劃增加一個宇宙裡的元件。
視界望遠鏡捕捉了特大質量宇宙的黑洞和它的影子，那是在M87星系的中心。（圖像：源於視界望遠鏡計劃合作）
黑洞的拍攝可能比科學家們目前想到的更加強大和給人啟發。
去年四月，視界望遠鏡項目將第一張黑洞的照片公之於眾，位於特大質量的M87星系中心。這個有標誌意義的照片打開了新世界的大門，讓科學家們能夠探索前所未有的奇異時空領域。
而在不久的將來，這個探索可能會更加深入。一項新的研究報告稱，EHT圖像中最顯著的特徵是一個在M87超大質量黑洞周圍的明亮但未知的環，它很可能包含一個由無限子環序列組成的薄「光子環」。
研究小組的成員說，這個光子環的複雜結構蘊藏著著關於黑洞信息的寶庫，科學家可以通過略微擴展EHT的範圍來獲取這些信息。
「黑洞賜予我們這個禮物，這個信號不像太空裡任何已被了解的東西，」第一作者麥可·詹森說道，他是麻薩諸塞州劍橋市哈佛——史密森天體物理中心的天體物理學家。
「這不僅僅是一些廉價的圖片，『我們更了解黑洞，』」詹森告訴天文在線網。「這實際上是一種全新的測量方法。」
放置一個環
EHT擁有全世界八個無線電天文望遠鏡的網站，一個被認為是甚長基線幹涉測量的設備，連接著來形成地球大小的虛擬儀器。這個擴大的照相已經發現了兩個超大質量的黑洞了。一個是M87，距離著地球5350萬光年遠，比地球的太陽系大65億倍。另一個是銀河系的中心黑洞，被認為是人馬座A，距離26000光年遠並且「只有」430萬個太陽的質量。
EHT團隊首先觀察了M87星系的黑洞，在較短的時間尺度上變化較小所以更加容易被觀察。這個項目希望在不久的將來得到人馬座A的圖象，EHT團隊成員這麼說道。
當然，這樣的圖像並不能描繪出黑洞的內部，那不可能實現。除非在一個黑洞的內部，因為這些物體吞噬光。當然，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圖像展現了M87星系黑洞被一個亮環所包裹著，光子是由圍繞著這個超大質量物體旋轉的高速熱等離子體射出的。在最新的研究裡，詹森和他的同事們認為這個環對太空人們而言是礦的寶貴來源。
愛因斯坦的廣義相對論預示著在發射光暈中嵌入了一個「光子環」，由一個複雜無線子空間的巢組成，研究者說道。「總之，這組子結構就像是電影的框架，捕捉了從黑洞中可見的宇宙歷史。」詹森和他的同事在新的報告中這樣寫道，在三月十八日在《科學》雜誌上同步。
研究人員說，觀看這部「電影」可以揭示有關黑洞和引力性質關鍵但又難以捉摸的深刻見解。比如說，詳細地描述子帶可以幫助科學家們確定黑洞的質量和旋轉，正是這兩個特性定義了這些奇異的物體。
「一旦你知道了關於這個系統的兩個參數，我們就認為你了解關於黑洞的所有。」詹森說。
EHT觀測者目前允許計算黑洞質量在實際值的10%左右，他補充到，而且它們不會很明顯地改變事情。
一個比地球還大的望遠鏡
EHT聯盟是一個由大約由200名研究人員組成的國際團隊，長期以來一直計劃將數組推向最終的前沿，只要他們的資金允許。畢竟，更大的望遠鏡包括那些連接著VLBI的設備更加強大。
然而詹森說，這一前景長期以來似乎令人生畏，當計算表明至少需要六種天基組件才能顯著提高EHT的解析度。
然而最新的研究建議 研究那個子環不需要這樣巨大的資源支出。研究者們決定即使是單個的衛星，或者僅僅是一個在母星上設計好的設備，只要它能將EHT的足跡擴展到足夠遠的地方，就很有可能實現。
詹森指著距離地球表面約22200英裡(35730公裡)的太空地帶說：「即使在地球同步軌道上，這對EHT來說也是一個很大的解析度提升。」「然後，當然，一旦你到達月球，我認為在那裡我們將真正看到全新的科學。」
他補充說，對於一個適當擴展的EHT來說，這個子環的記號應該非常容易測量。
「他們看起來簡直是奇蹟，」詹森說，「在這種情況下，我們甚至無法想像將EHT圖像的解析度提高到原來的兩倍。現在我們在思考我們可能可以將EHT圖像的解析度增加到100倍通過增加一條很長的基於太空的線路。」
這一潛在的裡程碑並不近在眼前，但是也不遠；詹森說EHT能夠在十年之內得到太空組件如果有環節打破了計劃。
作者: Mike Wall
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