像甜甜圈! 科學家公開銀河系中心黑洞首張圖像

2022-05-13     景之

像甜甜圈! 科學家公開銀河系中心黑洞首張圖像 (華盛頓13日訊)科學家周四公布潛伏在我們銀河系中心的「溫柔巨獸」——一個超大質量黑洞的首張圖像,但靠著巨大引力內吞噬任何物質的它,看來正在節食。

綜合外電報導,這個被稱為人馬座A*(Sagittarius A*或Sgr A*)的黑洞,是有史以來第2個被成像的黑洞。

這一壯舉是由2019年公布首張黑洞照片的國際研究團隊——事件視界望遠鏡(EHT)合作組織完成,只是首張照片的黑洞位於不同星系的中心。

亞利桑那大學的天文學家奧澤爾,在美國華盛頓舉行的新聞發布會上贊道,「我們銀河系中心這顆溫柔巨獸的第一張直射影像」,顯示出圍繞著較暗中心的紅色、黃色和白色的發光環。

人馬座A*在1974年被假定存在,當時銀河系中心發現了一個不尋常的無線電源。1990年代,天文學家繪製了銀河系中心附近最亮恆星的軌道圖,證實那裡存在一個超大質量緻密天體——這項工程在2020年獲得了諾貝爾物理學獎。

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儘管黑洞的存在被認為是唯一合理的解釋,但新圖像提供了第一個直接的視覺證據。

距離地球2萬6000光年

人馬座A*是我們太陽質量的400 萬倍,位於距離地球約2萬6000光年,而僅是一年傳播的距離就達到9兆5000億公里。

哈佛-史密松天體物理中心天體物理學家詹森,形容人馬座A*「貪婪但效率低下」,目前吞噬的物質相對較少。他說:「如果人馬座A*是一個人,它每百萬年只消耗一粒米。」儘管它的質量比太陽大得多,但它發出的能量只有太陽的幾百倍。

黑洞是極其緻密的物體,其引力之大連光都無法逃脫,這使得觀察它們極具挑戰性。黑洞表面是一個不歸點,恆星、行星、氣體、塵埃和所有形式的電磁輻射等任何東西,都會被吸入。

圍繞黑暗區域的光環

該圖像是使用EHT的全球天文台網絡捕獲,該網絡共同觀察與黑洞相關的無線電源。它顯示了一個光環,一個在黑洞表面邊緣以極快速度盤旋的超熱破壞物質和輻射,圍繞著一個代表實際黑洞的黑暗區域。這被稱為黑洞的陰影或輪廓。

因為距離地球有2萬6000光年之遙,這個黑洞的大小看上去與從地球上看「月亮上的甜甜圈」差不多。

它的動態環境使成像變得複雜,包括它周圍的旋轉氣體。奧澤爾形容:「當我們看它時,它(就像)會發出咕嚕咕嚕的聲響。」

銀河系是一個螺旋星系,包含至少1000億顆恆星。從上方或下方看,它就像一個旋轉的風車,我們的太陽位於其中一個旋臂上,而人馬座A*位於中心。

科學家正試圖更好地了解超大質量黑洞,是如何在星系歷史的早期形成,並隨著時間的推移而蛻變。

「它們經歷了周圍有很多材料的時期。」奧澤爾說:「然後它們經歷了這些靜止階段,就像我們銀河系中心的物質剛剛滴入的階段一樣。」

像甜甜圈! 科學家公開銀河系中心黑洞首張圖像 2019年發布的首張黑洞圖像,是距離地球約5400萬光年、是太陽65億倍的Messier 87。

2019年發布的圖像,是名為Messier 87或M87(又稱室女座A,Virgo A )的星系中一個的超大質量黑洞。它比人馬座A*遠得多,距離地球約5400萬光年,質量也更大,是太陽的65億倍。

儘管人馬座A*比M87更接近我們的太陽系,卻更難以成像。人馬座A*的直徑大約是太陽的17倍,這意味著它位於水星最內側的太陽軌道內。相比之下,M87的直徑可以涵蓋整個太陽系。

希望未來捕獲黑洞視頻

哈佛-史密松天體物理中心射電天文學家布萊克本說:「人馬座A*較小的物理尺寸,也意味著人馬座A*的一切變化速度比M87快1000倍。我們還必須透過我們自己銀河系的凌亂圓盤觀察人馬座A*,這會使圖像模糊和扭曲。」

詹森說,兩張黑洞圖像看起來都很模糊,因為獲得它們將望遠鏡的能力「推到了臨界點」。麻省理工學院海斯塔克天文台天文學家菲什表示,研究人員希望在未來獲得M87黑洞的視頻。

圖像是在大馬時間周四晚全球7個地點同時召開的新聞發布會上公布。德國的EHT項目總監朗格維爾德對終於揭開人馬座A*的謎團表現興奮。

「我認為這讓人非常興奮。」加州理工學院電腦科學家布曼說:「有什麼比看到我們銀河系中心的黑洞更酷的呢?」

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