 |
?最新公布的偏振光下M87超大質(zhì)量黑洞的圖像（EHT合作組織) |
□建平
2019年4月10日，天文學(xué)家公開(kāi)了人類首次直接拍攝到的黑洞的照片，轟動(dòng)一時(shí)。這張“有史以來(lái)第一張”的照片似乎宣示著人們正在揭開(kāi)黑洞這個(gè)宇宙中神秘天體的面紗。
兩年過(guò)去了，科學(xué)家們對(duì)黑洞的研究又有了新進(jìn)展。這個(gè)由全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的科研人員共同參與組成的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”（EHT）項(xiàng)目組，針對(duì)偏振數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理和分析，于2021年3月又發(fā)布了該黑洞在偏振光下的新影像。該項(xiàng)目組還收集了M87在整個(gè)電磁波譜范圍內(nèi)的輻射數(shù)據(jù)，2021年4月14日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志通訊》上。這意味著，人類已順利取得了黑洞的“指紋”。
“指紋”似乎并不穩(wěn)定
黑洞及其噴流是宇宙中最神秘也是最壯觀的天體之一。雖然我們已經(jīng)目睹了黑洞的真容，并對(duì)其的觀察與了解仍然存在諸多不確定性。
“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目組有來(lái)自全球32個(gè)國(guó)家或地區(qū)近200個(gè)科研機(jī)構(gòu)的760名研究人員，他們這些年一直在持續(xù)不斷地收集著關(guān)于M87的種種數(shù)據(jù)。3月公布的關(guān)于黑洞在偏振光下的新影像便提供了不少有關(guān)黑洞外緣磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的信息，是理解磁場(chǎng)如何讓黑洞“吞噬”物質(zhì)并發(fā)出能量巨大的噴流的關(guān)鍵。
而通過(guò)協(xié)調(diào)包括地面和空間最先進(jìn)的19臺(tái)望遠(yuǎn)鏡（陣），收集到的M87在整個(gè)電磁波譜范圍內(nèi)的輻射數(shù)據(jù)，又可以幫助我們更好地了解黑洞與噴流之間的深層聯(lián)系。這是迄今為止對(duì)超大質(zhì)量黑洞及其噴流開(kāi)展的頻率覆蓋最廣的同步觀測(cè)。
因?yàn)槊總€(gè)黑洞在各電磁波段的輻射特征均不相同，這種特征類似于人類的指紋。所以收集這些輻射的“指紋”可以使人們深入了解黑洞的性質(zhì)。不過(guò)，科學(xué)家們目前面臨的挑戰(zhàn)是，這些不同波段的輻射往往也會(huì)隨著時(shí)間持續(xù)變化，所以這些“指紋”信息也并不穩(wěn)定。
觀測(cè)頻率跨越17個(gè)數(shù)量級(jí)
我們知道，加速運(yùn)動(dòng)的電子或質(zhì)子都會(huì)產(chǎn)生輻射，這也是我們從地面能夠接收到關(guān)于黑洞及其噴流信號(hào)的來(lái)源。而這次的觀測(cè)數(shù)據(jù)得來(lái)不易，其中的觀測(cè)頻率從低頻射電到可見(jiàn)光，再到X射線和高能伽馬射線，已跨域了17個(gè)數(shù)量級(jí)。這對(duì)M87黑洞的解讀，在物理尺度上也是一次巨大的跨越，是迄今最全的多波段同步觀測(cè)結(jié)果，因此才顯得格外珍貴和極具科學(xué)價(jià)值。
此次發(fā)布的研究成果還有助于幫助我們了解“宇宙線”的起源。宇宙線是不斷轟擊地球的高能粒子，它們的能量比地球上最強(qiáng)大的人工加速器大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)產(chǎn)生的能量高一百萬(wàn)倍。此次研究表明，最活躍的宇宙線最有可能起源于巨大的黑洞噴流，但仍無(wú)法確定它們的精確來(lái)源。很多細(xì)節(jié)仍有疑問(wèn)。
聯(lián)系客服
