我们第一次成像的巨大黑洞现在看起来像……闪闪发光

去年,这是世界上第一次出现黑洞阴影的真实直接图像,使整个世界都为之惊讶。

现在,回过头来看更原始的图像,科学家发现了证据,证明M87 *周围的环有一个摆动,使其看起来好像在闪闪发光。

去年的历史记录是艰苦奋斗的壮举,将我们的观测技术推向了极限。 这是多年努力和计划的高潮-但最终的图像是根据2017年进行的仅一周观察得出的。

不过,在“事件地平线望远镜”项目的前几年中,该团队使用原型望远镜阵列对目标进行了观测,该目标位于名为M87的银河系中心,距我们有5500万光年。

这些观察是在2009年至2012年之间进行的,没有收集到足够的图像数据。

但是,当天文学家试图确定黑洞周围的环如何随时间变化时,他们发现有足够的数据来证实对环的亮度如何波动的模拟。

m87时间(M. Wielgus,D。Pesce和EHT合作)

“去年,我们看到了黑洞阴影的图像,其中包括由热Plasma围绕M87 *旋涡形成的明亮新月形,以及一个黑暗的中心部分,我们预计黑洞的事件视界会在其中,”哈佛史密森尼天体物理学中心的天文学家Maciek Wielgus。

“根据去年的结果,我们提出了以下问题:这种新月形形态与档案数据是否一致?档案数据是否表明新月形的大小和方向相似?”

团队基于用于分析2017年数据的框架使用了统计建模方法。 该数据也构成了其模型的起点,并使用从原型阵列获得的数据进行约束。

他们发现,正如广义相对论所预测的那样,黑洞阴影-发光的金戒指中间的圆圈-在整个时间段内都保持不变,并在多年内保持相同的直径。 研究人员说,这进一步证实了M87 *的性质。

尽管可以预期该结果,但是没有其他结果。

当你查看M87 *的图像时,你不会不注意到环的一部分要亮得多。

那个环是由粉尘和气体组成,这些粉尘在周围盘旋并进入吸积盘中的黑洞,亮度不均匀是广义相对论预测的另一种效应,称为多普勒效应。

当戒指的一部分朝向我们旋转时,观看者会显得更明亮; 旋转的部分显得较暗。

在重建过程中,研究小组发现,明亮的区域没有固定在适当的位置,而是四处移动,似乎闪闪发光或摇摆不定。

团队将此运动归因于流动的湍流。 这告诉了我们很多有关超大质量黑洞周围的区域,以及它对周围物质的影响。

维尔格斯说:“由于物质的流动是湍流的,所以新月形似乎会随着时间而摆动。”

“实际上,我们在那里看到了很多变化,并不是所有的吸积理论模型都允许这么多的波动。这意味着我们可以根据观察到的源动态开始排除某些模型。”

可能有任何数量的因素导致流中的湍流。 黑洞旋转的幅度为1。 吸积盘本身中的磁场结构是另一种。

它可能是由磁旋转不稳定性或黑洞的自旋和吸积流未对准引起的。

它也可能与相对论射流的形成有关。 这些是来自吸积环内部的强大Plasma流,它们围绕黑洞事件视界的外部加速并以相对论速度发射到太空中。

我们认为我们知道它们的形成方式,但是我们不确定,因此M87 *可以帮助我们解决问题。

由于早期数据相对较弱,因此尚不可能得出任何结论-到目前为止。 但是Event Horizo​​n Telescope的工作还远远没有完成。 它由遍布全球的射电望远镜网络组成,每一个将其功能添加到协作中的新设施都只会增加其功能。

2018年增加了另一台望远镜用于观测-该数据目前正在分析中。 明年将有两架望远镜加入战斗,进行更多的观测。

马克斯·普朗克射电天文学研究所的天文学家安东·曾苏斯说:“这种扩展阵列提供的增强的成像能力将为M87黑洞的阴影和M87射电星系的最内层射流提供更详细的视图。”德国。

我们等不及要看他们找到了什么。

这项研究已经发表在《天体物理学杂志》上。

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