如果您認(rèn)為兩年前遙遠(yuǎn)星系 M87 中的第一張黑洞圖像很特別,那么新發(fā)布的視頻將 19 個天文臺的工作匯集在一起 ,簡直會讓您大吃一驚。2019 年,事件視界望遠(yuǎn)鏡 (EHT)首次捕捉到了 250 億英里寬的黑洞,但不要讓這個名字欺騙您想象一臺天文學(xué)家的眼睛緊貼取景器的望遠(yuǎn)鏡。
M87——或Messier 87——至少在天文上接近了。它距離地球大約 5500 萬光年,是當(dāng)?shù)赜钪嬷匈|(zhì)量最大的星系之一,早在 1781 年就被查爾斯·梅西耶 (Charles Messier) 首次發(fā)現(xiàn)。
然而,位于其中心的黑洞將其謎團保留的時間要長得多。一個超大質(zhì)量黑洞的例子,它迫使天文學(xué)家在想要捕捉它的圖片時橫向思考:畢竟,根據(jù)定義,黑洞捕捉光。EHT收集了來自八個不同望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù),并匯集了這些信息,以創(chuàng)建圍繞其中心墨黑色喉嚨周圍的發(fā)光氣體的圖像,重力彎曲會導(dǎo)致陰影。
該圖片在 2019 年成為頭條新聞,但現(xiàn)在 EHT 再次提供更多儀器和更多細(xì)節(jié)。“我們知道第一張黑洞的直接圖像將是開創(chuàng)性的,”國家天文臺的 Kazuhiro Hada解釋說,他是在《天體物理學(xué)雜志快報》上發(fā)表的一項描述新數(shù)據(jù)的新研究的合著者。“但為了充分利用這張非凡的圖像,我們需要通過觀察整個電磁頻譜來了解當(dāng)時黑洞行為的一切。”
這一次,利用 19 個天文臺(包括由 NASA 運營的 5 個),以不同波長的光對 M87 進行了前所未有的巡視。它依賴于這樣一個事實,即黑洞的引力可以在整個電磁波譜中產(chǎn)生以幾乎光速行進的粒子射流。這些噴流穿過宇宙,跨越可見光的無線電波到伽馬射線,由 19 種不同的儀器收集不同的集合。
視頻從原始的 EHT 圖像開始,然后通過射電望遠(yuǎn)鏡陣列螺旋輸出,穿過可見光,然后是紫外線,然后是 X 射線。最后,還有來自地面伽馬射線望遠(yuǎn)鏡和太空中 NASA 費米望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)。
來自 200 個機構(gòu)的 760 名科學(xué)家和工程師在 2017 年 3 月和 2017 年 4 月的時間里拼湊了龐大的數(shù)據(jù)集。它也不僅僅是為了娛樂,還有可能解鎖新的科學(xué)突破。
“例如,”宇航局解釋說,“科學(xué)家計劃使用這些數(shù)據(jù)來改進對愛因斯坦廣義相對論的測試。目前,這些測試的主要障礙是物質(zhì)圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)并被噴射流炸開的不確定性,尤其是決定發(fā)射光的特性。”
同時,它還可以幫助我們了解“宇宙射線”、它們是如何形成的,以及它們對宇宙其他部分的潛在影響。“這些噴流設(shè)法將黑洞釋放的能量傳輸?shù)奖人拗餍窍蹈蟮某叨龋拖褚桓薮蟮碾娫淳€,”來自阿姆斯特丹大學(xué)、該研究的合著者 Sera Markoff 解釋說。“我們的結(jié)果將幫助我們計算攜帶的能量,以及黑洞噴流對其環(huán)境的影響。”