超大型的第一张照片在银河系的中心,在某种意义上,我们观察到了看不见的。
这幽灵图像是后面发光等离子体的无线电强度图,因此是黑洞的剪影。事件视野” - 黑洞周围的隐形球形斗篷,甚至没有光也无法逃脱。
广播“照片”是由国际合作获得的,涉及200多名科学家和工程师,他们将一些世界上最有能力的射电望远镜联系起来,有效地看到了Galaxy中的超级质量黑洞,称为M87。
那么,我们到底是怎么到达这一点的呢?
来自“黑星”
那是英国天文学家约翰·米歇尔(John Michell)1783年,他首先提出了“黑星”的想法,如此之多,以至于无法逃脱它们的重力 - 即使您碰巧是一个能够以光速移动的光子。
自从那个开创性的见解以来,事情已经走了很长一段路。
今年1月,天文学家出版了图像来自无线电源的发射,称为射手座A*超大的黑洞在我们银河系的中心。
令人印象深刻的是,该图像的细节缩小至仅是黑洞事件范围的九倍。
现在,活动视野望远镜(EHT)成功解决了M87超级质量黑洞周围的事件视野,这是一个相对附近的星系,由于其距离,光线需要5500万光年才能到达我们。
科学家使用了Galaxy M87中心的事件地平线望远镜观测来获得黑洞的第一张图像。图像显示了一个明亮的环,当光在一个黑洞周围的强度弯曲时形成,比太阳高65亿倍pic.twitter.com/aymxilkhke
- 事件地平线范围(@ehtelescope)2019年4月10日
天文数字
天文对象带有天文数字,这个目标也不例外。
M87的黑洞的质量是我们太阳的65亿倍,其本身是地球质量的一百万倍的三分之一。它的事件视野的半径约为200亿公里,是冥王星距离太阳的三倍以上。
但是,它是遥远的,看到这样一个目标所需的令人难以置信的工程壮举类似于试图观察一个物体,从13,000公里(8,000英里)的距离为1 milimetre。
当然,这一值得诺贝尔奖的结果不是意外发现,而是基于几代洞察力和突破性的测量。
没有观察的预测
在1900年代初期,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)发展了相对论之后,取得了很大的进步。这些持久的方程式链接了空间和时间,并决定了物质的运动,从而决定了时空内的重力场和波。
不久之后,1916年,天文学家卡尔·施瓦茨(Karl Schwarzschild)和约翰内斯·德罗斯特(Johannes Droste)独立地意识到,爱因斯坦的方程式产生了包含“数学奇异性”的解决方案,这是零体积和无限质量的不可分割的点。
在研究1920年代和1930年代恒星的演变时,核物理学家得出了一个看似不可避免的结论,即如果足够大的话,某些恒星将在灾难性的引力崩溃中结束生命,从而导致奇异性和创造“冷冻星”。
这个术语反映了爱因斯坦理论中时间的怪异相对性质。在活动视野中,臭名昭著的围绕着倒塌的恒星的臭名昭著的边界似乎会冻结外部观察者的时间。
虽然量子力学领域的进步取代了奇异性的概念,但同样令人困惑但有限的量子点,但实际表面和内部,仍然是当今研究的积极领域。
尽管我们的银河系可能包含数百万个约翰·米歇尔(John Michell)的恒星质量黑洞(我们知道十几个左右的下落,但他们的活动视野太小而无法观察。
例如,如果我们的太阳将倒塌到一个黑洞,则其事件视野的半径仅为3公里(1.9英里)。但是其他星系中恒星质量黑洞的碰撞是著名的检测使用。
寻找超大型的东西
因此,EHT的目标与位于星系中心的超质量黑洞有关。
实际上,“黑洞”一词仅在1960年代中期到后期才开始使用,当时天文学家开始怀疑真正巨大的“黑星”为某些星系的高度活跃核提供了动力。
这些特别庞大的黑洞的形成很多理论。尽管有名字,黑洞是对象,而不是时空结构中的孔。
1972年,罗伯特·桑德斯(Robert Sanders)和托马斯·洛林格(Thomas Lowinger)计算得出的,一个相当于大约一百万个太阳能的密集质量位于我们银河系的中心。
到1978年,华莱士·萨金特(Wallace Sargent)和同事们确定我们太阳质量的量占五亿倍,位于附近的Galaxy M87的中心。
但是这些群众从那以后进行了稍作修改,可能只是一群密集的行星和死星。
1995年,通过观察到黑洞的存在Makoto Miyoshi及其同事。他们使用无线电干涉法,在太小的体积内检测到了星系M106中心的质量,以至于只能成为一个黑洞,或者很快就会变成一个黑洞。
如今,附近星系中心的大约130个这样的超质量黑洞已直接从轨道速度和恒星和气体的距离直接测量了质量,但盘旋在黑洞中,但尚未在中央引力压缩物中螺旋式螺旋螺旋。
尽管样本增加了,但我们的银河系和M87仍然是地球上最大的事件视野,这就是为什么国际团队追求这两个目标的原因。
M87中黑洞的阴影轮廓确实是一个惊人的科学形象。尽管黑洞显然可以停止时间,但应承认,当科学的预测能力与人类的想象力,创造力和决心相结合时,也是自然的非凡力量。
阿里斯特·格雷厄姆(Alister Graham),天文学教授,斯威本技术大学。