首张被拍照片的黑洞出现了新变化,科学家发现其吸积盘已偏移30度

首张被拍照片的黑洞出现了新变化,科学家发现其吸积盘已偏移30度
2025年01月28日 20:46 科普博览

大家还记得人类拍到的首张黑洞照片吗?来自M87星系(室女座A星系)中心位置的黑洞,科学家发现它又有了新变化。

事件地平线望远镜(EHT)合作组织在2019年首次发布了位于星系M87中心的超大质量黑洞M87*的图像,图像是基于世界,世界望远镜于2017年和之前接收的该星系中心黑洞的数据而绘制出来的,这是人类首次拍到黑洞的图像,当时这一突破性成果震撼了科学界。如今,EHT团队基于2018年的观测数据,进行了深入的重新分析,再次为我们揭示了黑洞周围等离子体环境的奥秘。

据最新分析报告显示,围绕M87*的环的最亮部分发生了偏移,这一现象很可能是由于旋转气体(即吸积盘)中的湍流所造成的。科学家们通过对比2017年和2018年的观测数据,证实了这一偏移现象,并指出黑洞的旋转轴偏离了地球的方向,相比之前的位置,在一年中大约移动了30度左右。

上面左边图片是2018年和2017年观测活动中拍摄的M87*的EHT图像; 中间:是两个不同时间的广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟图像示例;右边是同样的模拟快照,但为了与 EHT 的黑洞图片分辨率相匹配进行了模糊处理。

台湾师范大学助理教授蒲弘毅表示:“黑洞吸积环境是湍流和动态的。由于我们可以将2017年和2018年的观测结果视为独立的测量结果,因此我们可以以全新的视角来约束黑洞周围的环境。”

据悉,2018年的观测结果再次证实了2017年首次捕捉到的发光环的存在,其直径约为43微arcseconds,这与之前科学家们预判的该黑洞具有65亿太阳质量的理论预测高度一致。值得注意的是,光环最亮的区域逆时针偏移了30度,这一移动被认为是黑洞周围吸积盘湍流的自然结果。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校博士候选人阿比舍克·乔希解释说:“在我们最初对2017年观测结果的理论解释中,我们预测最亮区域很可能会发生逆时针方向移动。如今我们非常高兴地看到,2018年的观测结果证实了这一预测!”

此外,黑洞环底部最亮的事实也揭示了黑洞自旋的方向。康塞普西翁大学的博士后研究员比迪莎·班迪奥帕德亚补充道:“2018年最亮区域的位置也加强了我们之前在2017年观测中对黑洞方位的解读:黑洞的旋转轴正指向远离地球的方向!”

德国法兰克福歌德大学理论天体物理学系主任卢西亚诺·雷佐拉则表示,像M87这样巨大的黑洞预计只会在非常长的时间尺度上发生变化,因此2017年和2018年的观测结果出现许多相似之处并不奇怪,说明黑洞的运行状态很复杂,其周围的吸积环也会有所变动。这些变化虽然在意料之中,而且来自于吸积盘,看上去变化不大,但是科学家们发现的微小差异对于了解M87附近的实际情况非常重要。

为了更深入地研究这些差异,研究小组还利用新开发的大量超级计算机生成的图像库(比用于解释2017年观测数据的图像库大三倍),对吸积模型进行了评估。他们发现,由于湍流变率相对较高,气体在沿着黑洞旋转的相反方向流动时,更有可能与多年观测结果相吻合。

阿姆斯特丹大学博士生莱昂·索萨潘塔·萨拉斯解释说:“当气体从远处螺旋状进入黑洞时,它既可以沿着黑洞旋转的相同方向流动,也可以沿着相反的方向流动。我们的研究发现,后一种情况更有可能与多年观测结果相吻合。”

据悉,对M87以后年份(2021年和2022年)的EHT数据的分析已经在进行中,有望提供更有力的统计约束,更深入地了解M87黑洞周围湍流的性质

M87星系中心的黑洞M87是迄今为止人类观测到的最著名的黑洞之一。其质量巨大,约为65亿太阳质量(银河系中心黑洞的质量大约是太阳的431万倍),位于M87星系的核心区域,向外延伸有一条5000光年长的喷流。

由于其极端的引力和独特的物理环境,M87成为了天文学家们研究黑洞物理和宇宙学的重要对象。通过EHT等先进观测设备的不断观测和分析,相信未来将有更多关于M87*和黑洞物理的惊人发现涌现出来。

5条评论|5人参与网友评论
最热评论
黑洞那么不稳定吗?
1月29日12:14举报回复
持续观察M87黑洞,或许能揭开更多宇宙的秘密
1月28日23:17举报回复
韩星潮男江苏盐城
科学家如何确定这种偏移不是仪器误差?
1月28日23:17举报回复
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