​接近黑洞的边缘?探索黑洞事件视界

风履

​接近黑洞的边缘?探索黑洞事件视界

crazyai

接近黑洞的边缘，探索黑洞事件视界，天文学家在银河系中心的超大质量黑洞外发现了一些热点，它们的行动揭示了黑洞周围充满暴力环境的秘密。首次在银河系中心黑洞周围发现了晃动物体，通过测量，科学家推测这些物质可能由等离子体团组成，在物理定律允许的最内层轨道附近旋转。这为天文学家提供了机会，观察黑洞周围的“游乐场镜像（funhouse-mirrored）时空”。随着额外的观察，将更明确地验证物理定律是否在边缘时空崩溃情况中正确描述。银河系中心的黑洞，质量约400万个太阳，从地球上看，它是一个密集、微小的物体，从纽约望去，大小只有洛杉矶草莓种子那么大。当星际气体旋转进入黑洞时，它会发光。银河系的暗心，人马座A*，在天文图像中通过微弱的红外光标记出来。

德国加兴的马普外层空间物理研究所的研究人员以惊人精度测量了这个微尘的亮度和位置，发现当它爆炸时，也会顺时针沿着一个小圆圈在天空中移动。哈佛-史密森天体物理中心的天文学家谢普·德尔曼观察到一些变化，但目前尚未完全理解这一现象。团队推测这种摆动可能来自“热点”，磁加热的等离子体以接近光速三分之一的速度在黑洞张开的大洞上方绕轨道旋转。热点的旋转也影响着黑洞巨大的引力，将时空本身扭曲成一个透镜，就像宇宙中闪烁的灯塔。

这一想法最早于2005年由A·布罗德里克提出，他现在与哈佛大学的Avi Loeb一起研究黑洞为什么会闪烁。加州大学洛杉矶分校的安德里亚·盖兹长期竞争者补充说，似乎得到了一些真正令人兴奋的东西。如果这些旋转耀斑是由布罗德里克和劳埃伯设想的热点引起，那么额外的耀斑将有助于揭示黑洞的“自旋”，即黑洞旋转的测量值。这也为在黑洞口弯曲时空提供了新途径，挑战了爱因斯坦的广义相对论。

欧洲南方天文台在Cerro Paranal架设了四台8米高的望远镜，利用干涉术技术将多个望远镜的观测结果结合在一起，产生人造图像，实现红外线波长的观测。在7月22日人马座A*爆发时，每个望远镜所收集的光线都通过一个复杂的系统，最终在3吨重的光学技术冷冻工具箱中混合在一起，产生不可思议的脆性位置测量。尽管GRAVITY没有足够的分辨率来拍摄它所看到的三个耀斑，但对天空中微弱的微点测量缩小了导致射手座闪烁原因的选择范围。

天文学家们认为，这些耀斑可能是从黑洞向外发射的热等离子体块，它们由磁场聚焦并发射出去的物质喷射而成。又或者，它们可能是在大飞盘中流出的热气团（或者其他圆盘结构，比如旋臂），而后流入黑洞。在所有情况中，光的闪烁和变暗将来自物质本身的炽热冷却。热点的旋转也影响着黑洞巨大的引力，将时空本身扭曲成一个透镜，就像宇宙中闪烁的灯塔。

黑洞就像灯塔的镜片，当它在我们周围转动时，它会向我们发出闪光。如果喷射物引起了黑洞闪烁，这种运动将是线性的，因为小团物会向外移动并冷却。如果是黑洞周围圆盘上的团块造成的，运动就不会朝着任何特定的一致方向进行。但该研究小组认为，圆周运动支持轨道热点。研究人员推测，黑洞的自旋会拖曳周围空间，改变附近物体进入轨道所需的时间。当GRAVITY建立了一个耀斑目录，探测它们以不同半径绕黑洞运行的轨道需要多长时间，科学家们将能够推断出黑洞自旋的位置。当然，这是假设广义相对论是正确的情况下所做的推断，黑洞周围物体的轨道完全由黑洞的质量和自旋决定。如果存在影响这些轨道的其他因素，这可能暗示着爱因斯坦的理论需要调整。

除此之外，还有更令人兴奋的机会即将到来，来自视界望远镜（EHT），正在努力解决银河系中心黑洞周围时空问题。EHT团队正在研究他们的数据，希望在2019年的某个时候发布。EHT也通过干涉测量来抑制其不可能的清晰视觉，但它在无线电波下工作，比红外发射引力线长一千倍。它的组成部分覆盖整个世界，而不仅仅是智利的一个山顶。当地球旋转时，这些天文台扫过的空间，将会收集更多的信息。在耀斑期间GRAVITY以惊人的精度测量黑洞的位置，而EHT的目标则是围绕在黑洞边缘ISCO内部无线电波弯曲的长曝光图像。