可观测Universe

Travel旅行

首页 >> 可观测Universe >> 可观测Universe最新章节(目录)
大家在看冰河末世,囤货百亿女神跪我面前 撩神快穿:女配攻心计 我在星际重着山海经 末世重生:会瞬移我白嫖亿万物资 星空战记 末日乐园 末世:女神校花太廉价 快穿开启锦鲤运 暴雨末世,我打造三层楼安全屋 末日降临,开局救下美女校花 
可观测Universe Travel旅行 - 可观测Universe全文阅读 - 可观测Universetxt下载 - 可观测Universe最新章节 - 好看的科幻小说

第10章 M87黑洞

上一页书 页下一页阅读记录

M87的喷流是从星系中心高速喷出的等离子体流,速度接近光速(0.99c)。它的能量来源,正是黑洞的吸积盘(Accretion Disk):

星系中的气体、恒星、尘埃被黑洞的引力吸引,形成一个高速旋转的吸积盘;

吸积盘内的物质摩擦产生高温(可达101? K),释放出强烈的电磁辐射;

部分物质会沿着黑洞的自转轴方向“喷出”,形成喷流——这是因为黑洞的自旋产生了相对论性喷流(Relativistic Jet),将粒子加速到接近光速。

2.3 早期观测:从射电到X射线的“黑洞线索”

M87的喷流早在1918年就被美国天文学家希伯·柯蒂斯(Heber Curtis)用望远镜观测到,但当时没人知道它来自黑洞。直到20世纪60年代:

射电望远镜发现,喷流的辐射来自同步辐射(Synchrotron Radiation)——高速电子在磁场中旋转产生的辐射,这说明喷流里有大量带电粒子;

X射线望远镜发现,星系核心的亮度远超普通恒星,说明有一个“致密天体”在提供能量。

三、百年追寻:从“候选体”到“直接成像”

尽管M87的黑洞线索早已有之,但要“看见”它的事件视界,需要解决两个关键问题:

分辨率:黑洞的事件视界太小,必须用足够高的分辨率才能观测到;

观测手段:需要一种能穿透尘埃、捕捉黑洞周围辐射的技术。

3.1 分辨率的挑战:为什么要用全球望远镜?

黑洞的事件视界角大小(Angular Size)非常小——M87黑洞的史瓦西半径约为1.9×1013公里(约2光年),距离地球5500万光年,所以角大小约为:

\theta = \frac{R_s}{d} = \frac{1.9×10^{13}}{5.5×10^{12}×9.46×10^{12}} ≈ 4×10^{-10} \text{弧度} ≈ 40 \text{微角秒}

(注:1弧度=角秒,1角秒=10?微角秒)

这个角大小相当于在月球上看一个乒乓球——要达到这样的分辨率,传统望远镜根本不可能。必须用甚长基线干涉术(VLBI):将全球多个射电望远镜连起来,形成一个虚拟望远镜,口径等于望远镜之间的距离(地球直径)。

3.2 事件视界望远镜(EHT):地球大小的“虚拟望远镜”

2009年,事件视界望远镜(Event Horizon Telescope, EHT)项目启动,目标是拍摄M87黑洞和银河系中心黑洞(Sgr A*)的图像。EHT的组成:

8个射电望远镜:分布在夏威夷(JCMT、SMA)、亚利桑那(SMT)、墨西哥(LMT)、智利(ALMA)、西班牙(IRAM)、南极(SPT);

分辨率:相当于地球直径的望远镜,分辨率约为20微角秒——刚好能分辨M87黑洞的事件视界;

观测波段:1.3毫米(射电波段)——这个波段能穿透尘埃,捕捉吸积盘的辐射。

3.3 观测与数据处理:两年的“拼图游戏”

2017年4月,EHT进行了5天的同步观测,每个望远镜收集了约1PB的数据(相当于100万部电影)。数据处理的过程:

校准:调整每个望远镜的时间同步(误差小于1纳秒),消除大气扰动的影响;

成像:用合成孔径成像算法(Synthetic Aperture Imaging),将8个望远镜的数据拼接成一个“虚拟图像”;

验证:用广义相对论模型模拟黑洞的图像,与观测数据对比,确保结果的可靠性。

直到2019年,团队才完成了所有处理,发布了第一张黑洞图像。

四、图像解读:黑色阴影与亮环的物理密码

M87黑洞的图像里,黑色的中心是事件视界的阴影,周围的橙红色亮环是吸积盘的高温气体发出的光。这张图像完美验证了广义相对论的预言:

4.1 黑色阴影:事件视界的“剪影”

事件视界是黑洞的“边界”——任何进入边界的物质(包括光)都无法逃逸。因此,我们看到的黑色中心,正是事件视界的“剪影”。

阴影的大小和形状,直接对应黑洞的质量和自旋:

阴影的直径约为40微角秒,与广义相对论预言的事件视界角大小完全一致;

阴影的圆形轮廓,验证了无毛定理——黑洞没有“毛发”(除了质量、自旋、电荷),所以事件视界是完美的圆形。

4.2 亮环:吸积盘的“引力透镜效应”

亮环是吸积盘的高温气体发出的光,被黑洞的引力透镜效应弯曲后形成的。具体来说:

这章没有结束,请点击下一页继续阅读!

喜欢可观测Universe请大家收藏:(m.xtyxsw.org)可观测Universe天悦小说网更新速度全网最快。

上一页目 录下一页存书签
站内强推精灵:天道酬勤,我无限升级招式 董事长和秘书的邂逅 重生年代,我的1978 为奴三年后,整个侯府跪求我原谅 四合院:开局1941逃难四九城 惊!天降老公竟是首富 多子多福,我的后代遍布全球 豪门枭士 不复合,不原谅!裴先生净身出户 开局建立青衣楼,幕后我为尊 轮回重生:从零开始的修仙权谋录 亮剑:从抗战走出的大将 试婚丫鬟 我的餐馆通古代 修仙大佬异世养夫记 哥哥好凶猛 神豪:她的顶级权力游戏场 四合院:带着娄晓娥提前躺平 鬓花颜:陪嫁丫鬟 鬼神天师道 
经典收藏重生在电影的世界 末世:奴隶系统,从扬蜜开始 末世:女人消耗的物资,万倍返还 全球冰封:我打造了末日安全屋 最强末世进化 末世重生:会瞬移我白嫖亿万物资 末日重生:每天签到物资用不完 四合院之带着超市降临 末世枭雄,我边女神多亿点怎么了 我合成了全世界 开局便有念能力 系统:开局零天赋,但我苟得住 叮!无限求生游戏已上线 末世:多子多福,极品美女这样用 重生末世:开局中奖3000万 无尽杀戮:我的火球有bug! 废土之上,我拖家带口去拾荒! 人在大专,带着学生开发可控核聚变! 无限末世:开局掠夺丧尸词条 我在末世打造女神天团 
最近更新星海霸主养成记:从带图纸穿越开 末日超市:傲娇丧尸王非要当店员 星海战争:冷冻万年的我重新复苏 末日房车,废土中的绿洲 无限能源:打造末日移动战争堡垒 末日植物主宰 联邦重生:被黑化妻子盯上了 寒冰末世:我搬空仇家养自己 量子裂隙,星际观测日记 高温末日,顶流女星求我喂食 想要成为龙傲天的男人 穿越星际之我是炼制师 西途:2049 尘缘锁:三界星轨为证 末世进化:开局收留邻居妻 末世之回炉重生 鱼篮庭院 基因帝国 在2077年建立天堂分堂 女尊:纯真成为她们伤害我的工具 
可观测Universe Travel旅行 - 可观测Universetxt下载 - 可观测Universe最新章节 - 可观测Universe全文阅读 - 好看的科幻小说