物理科技生物学-PHYICA

椎名ゆうき对黑洞的新分析揭示了一个抖动的影子

天文学与空间 2022-03-23 00:01:14

芝加哥大学 显示测量的环直径的一致性和方向测量的不确定性的动画

信用:M

威格斯和EHT合作组织 2019年,事件视界望远镜合作公司发布了第一张黑洞图像,揭示了M87 *——M87星系中心的超大质量物体

该团队现在已经利用去年获得的经验来分析2009-2013年的档案数据集,其中一些以前没有公布过

分析揭示了黑洞图像在多年间的行为,表明新月形阴影特征的持续存在,但其方向也发生了变化——新月似乎在摆动

完整的结果今天发表在《天体物理学杂志》上

事件视界望远镜不是一个单一的望远镜,而是一个全球合作的望远镜——包括宇智高领导的南极望远镜——它使用超长基线干涉测量技术进行同步观测

它们一起形成了一个虚拟的地球大小的无线电碟形天线,提供了独特的高图像分辨率

“事件视界望远镜给了我们一个新的工具,以前所未有的方式来研究黑洞和重力,”加州大学天文与天体物理学副教授布拉德福德·本森说

“作为南极望远镜(SPT)合作和EHT网络的成员,我们期待着为未来的研究做出贡献,特别是对位于银河系中心的黑洞Sgr A*的研究,鉴于SPT在地理南极的位置,我们对该黑洞有独特的看法

" 2019年揭示的第一张黑洞图像帮助研究人员分析了档案数据集

这些发现可以帮助科学家对广义相对论进行新的测试

信用:EHT合作 “凭借事件视界望远镜令人难以置信的角度分辨率,我们可以观察月球上正在进行的台球比赛,而不会忘记比分!”哈佛&史密森天体物理中心的天文学家、黑洞倡议研究员、这篇新论文的主要作者麦克·威格斯说

“去年,我们看到了一个黑洞阴影的图像,由围绕M87*旋转的热等离子体形成的明亮新月和一个黑暗的中心部分组成,我们预计黑洞的事件视界在那里,”威格斯说

“但这些结果仅基于2017年4月为期一周的观察,时间太短,看不到太多变化

" 但是从2009年到2013年,在全部望远镜加入之前,研究人员已经用早期原型阵列获取了M87*的数据

他们可以利用这些数据来发现新月的大小和方向是否发生了变化

2009-2013年的观测数据比2017年的数据少得多,因此无法生成图像

相反,EHT团队使用统计建模来观察M87*的外观随时间的变化

通过成像/几何建模获得的M87*黑洞快照,以及2009-2017年的EHT望远镜阵列

所有环的直径都是相似的,但是亮面的位置是不同的

信用:M

威格斯,D

佩斯和EHT合作 将分析扩展到2009-2017年的观测,科学家已经表明M87*符合理论预期

黑洞的阴影直径与爱因斯坦广义相对论对黑洞6的预测保持一致

50亿太阳质量

但是,尽管新月的直径保持不变,EHT团队发现数据隐藏着一个惊喜:环在摆动,这对科学家来说意味着重大消息

在极端重力条件下,他们第一次可以一瞥如此接近黑洞视界的吸积流的动态结构

研究这一区域是理解相对论性喷射发射等现象的关键,也将使科学家能够对广义相对论进行新的测试

落在黑洞上的气体加热到数十亿度,在磁场存在的情况下电离并变成湍流

“因为物质的流动是湍流,新月看起来会随着时间抖动,”威格斯说

“实际上,我们在那里看到了相当多的变化,并不是所有的吸积理论模型都允许如此多的抖动

这意味着我们可以开始根据观察到的源动态排除一些模型

" 根据数值模拟显示一年的M87*图像演变的动画

图中显示了新月亮侧的测量位置角,以及一个42微秒的环

对于动画的一部分,显示模糊到EHT分辨率的图像

信用:G

黄,乙

普拉瑟,C

奶奶,妈妈

Wielgus &amp。EHT合作组织 “这些早期的EHT实验为我们提供了一个长期观察的宝库,而现在的EHT,即使有着非凡的成像能力,也无法与之相比,”EHT的创始主任谢普·多勒曼说

“当我们在2009年第一次测量M87的尺寸时,我们无法预见它会让我们第一次看到黑洞动力学

如果你想看到一个黑洞在十年内进化,没有什么可以替代十年的数据

" EHT项目科学家杰弗里·鲍尔补充说:“用扩展的EHT阵列监测M87*将为研究湍流动力学提供新的图像和更丰富的数据集

我们已经在分析2018年的观测数据,这些数据是由位于格陵兰岛的另一台望远镜获得的

2021年,我们计划在另外两个地点进行观测,提供卓越的成像质量

这真是一个研究黑洞的激动人心的时刻!"

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