“看清”黑洞
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①“事件视界望远镜”(EHT)项目团队发布的人类历史上第一张黑洞“照片”。该黑洞位于室女座超巨椭圆星系M87的中心,其质量是太阳的65亿倍,距离地球约5500万光年。
② 哈勃太空望遠镜拍摄的M87星系。其中心的黑洞虽然不可见,但可以显示出它的喷流(蓝色部分)。
③ 恒星级黑洞系统示意图。黑洞在“吃掉”周围的恒星时,会撕扯恒星气体形成一个旋转的吸积盘。黑洞有时候也会“打嗝”,喷射出一部分吸积气体,形成喷流。吸积盘和喷流都会因气体摩擦而产生明亮的光线以及辐射,可由此来发现黑洞的存在。
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④ 相比于恒星级黑洞,星系级黑洞质量要大得多。银河系的中心就存在一个超大质量黑洞—人马座A*,其质量约为太阳的450万倍。图为美国国家航空航天局(NASA)钱德拉X射线望远镜记录到的黑洞一次强烈的X射线波段耀斑(椭圆区域)爆发事件。
⑤“事件视界望远镜”不是指一个望远镜,而是由分布于全球不同地区的8个射电望远镜阵列组成的一个虚拟望远镜网络,其有效口径尺寸达到地球直径大小。位于智利查南托高原上的欧洲南方天文台(ESO)12米口径APEX亚毫米波望远镜即为其中之一。
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⑥ 除了EHT,NASA的“核光谱望远镜阵列”(NuSTAR)也是探测黑洞的“火眼金睛”,它擅长探测从黑洞边缘释放出的高能X射线,搜寻宇宙深处的超大质量黑洞。
⑦⑧ 人类还可以“听”到黑洞。2015年,美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)探测到两个较小黑洞(质量是太阳的几十倍)合并的引力波信号。相关研究获得2017年诺贝尔物理学奖。(图片来源:ESO NASA)
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