M87 我一直在摇摆——M87黑洞“光环”行为艺术鉴赏

作者:迈克·沃尔

翻译:王戎

校对:杨伯顺王张靖琪严斌张雨辰

审核单位:牧夫天文校对组

美国编辑:徐坤

后台:库特利亚弗卡李徐子淇坤

事件视界望远镜(EHT)借助分布在世界许多地方的八个地面射电望远镜，获得了一个相当于地球直径的直径，然后捕捉到了这个在M87星系中心的特大质量黑洞及其阴影的划时代图像。

信用:EHT合作

第一张黑洞照片告诉我们更多秘密

2019年4月，EHT项目的科学家发布了这张史诗般的照片。照片主角是潜伏在M87中心的超大质量黑洞，距离我们约5300万光年。

照片中可以隐约看到M87中心超大质量黑洞的轮廓。这个巨大黑洞的质量大约是太阳的65亿倍。从外部意图是不可能看到黑洞内部的。黑洞的贪婪足以吞噬一切，连光都逃不掉。光无法逃逸的临界范围是黑洞的事件视界。

阴影周围的光圈来自高速过热气体的辐射。他们在M87中心的超大质量黑洞周围盘旋，逃脱不了被吞噬的命运。图片中，下半圈的月牙圈比较亮。

图片中的M87中央黑洞是EHT在2017年4月拍摄的快照。在最新的研究中，EHT团队回顾了过去十年的数据，并研究了M87中心超大质量黑洞的行为。

EHT结合来自世界各地的数据，创建了一个虚拟望远镜，其观测孔径相当于地球的直径。2017年，项目成熟，当年4月，分布在全球6个地方的8台望远镜观测到了M87中心的超大质量黑洞。然而，在此之前，EHT团队已经开始研究这个超大质量黑洞，望远镜仍在努力实现“全火力”。

新瓶装旧酒。本研究回顾了2009年至2012年和2013年的观察数据。早期信息太少，无法获取图像。然而，在最近的研究中，科学家们已经能够使用统计模型来总结M87中心超大质量黑洞的主要特征和周围条件。

比如研究小组发现，M87中心超大质量黑洞的剪影大小在过去十年中一直保持稳定，这与爱因斯坦在广义相对论中对大质量黑洞的判断是一致的。

合作者石田和彦·秋山是在麻省理工学院赫斯塔克天文台工作的科学家，他评论道:“在这项研究中，我们展示了这种不对称环的常见形式，它可能已经持续了几年。这是理论假设的重要证明，因为多次观测期间的稳定性，让我们对M87中心超大质量黑洞及其阴影来源的研究更有信心。”

但并不是一切都没有改变。事实上，发表在《天体物理新闻》上的最新分析文章告诉我们，M87中心超大质量黑洞的光环随着时间的推移有明显的晃动。这个结果让EHT队大吃一惊。

点按边框以调出视频工具栏

去年，发表了历史上第一张黑洞照片。根据《天体物理学杂志》的新研究，专家们构建了一个新的数学模型，利用之前几次收集的低分辨率数据，重构了M87* 2009-2017年的演化过程，并构建了这个展示M87 *黑洞动态过程的短片。

“事实上，我们看到了那里发生了许多变化，但不是所有关于黑洞吸积的理论模型都能解释这么多的’摇摆’。这意味着我们可以开始排除一些基于动态观测源建立的模型了。” 第一作者Maciek Wielgus这样解释了观测结果，他也是哈佛-史密松天体物理中心的天文学家。

上图是成像/几何模拟得到的M87中心超大质量黑洞的图像。观测数据来自2009年至2017年的EHT联合射电望远镜。从图中可以看出，所有环的直径都是相似的，但亮面的位置是变化的。

荣誉:魏尔斯、佩斯和EHT合作

研究成员评论说，这些最新的研究成果为天文学家观察黑洞的动态变化提供了前所未有的视角，使科学家能够以前所未有的方式检验广义相对论。

谢泼德·多勒曼是EHT项目的发起人，他也在哈佛大学和哈佛-史密森尼天体物理中心工作。他在声明中介绍说:“这些早期的EHT实验为我们提供了长期观察的宝贵信息，即使是今天具有出色成像能力的EHT也远远落后了。”

多勒曼解释说:“2009年，当我们第一次在M87的中心测量超大质量黑洞的尺寸时，我们没能看到黑洞动力学的一瞥。要想看十年黑洞的演化，只能靠收集十年的数据。没有别的办法。”

目前，EHT计划继续研究M87中心的超大质量黑洞和银河系中心的超大质量黑洞，即人马座A*。射手座A*的质量相当于太阳质量的430万倍。该项目只能在多个观测点天气允许的情况下进行观测，这意味着只能在3月和4月的短窗口期内收集数据。

受新冠肺炎疫情影响，部分参与EHT观测的望远镜已经关闭，因此EHT 2020年的观测计划被取消。然而，EHT团队将在2021年强势回归，并被强化为由11个望远镜组成的阵列。

更多信息需要分析，包括2018年观察期收集的数据。然而，这些数据的集成、合并和分析仍然需要很长时间。

杰弗里·鲍尔是EHT项目科学家，也是夏威夷州夏威夷州夏威夷州大学天文和天体物理学系的研究学者。他在这篇笔记中还评论道:“这绝对是一个研究黑洞的激动人心的时刻！”

参考文献:

https://www . space . com/M87-黑洞-摆动-事件-地平线-望远镜

—————结束————

新媒体编辑部

科普不易，请享用一些美食~

牧夫生产的“天文湿刻”

微信微信官方账号:astronomycn

天空中有一个黑洞~湖里还有一个

.....那是日全食和反射

图片版权所有:蒂埃里·勒古尔

感谢阅读。