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第二張黑洞照片曝光 距離僅2.6萬光年 為何沒有中國天眼參與

天文學(xué)史上的一個重大突破是成功拍攝到黑洞的照片,目前只有兩張真實的黑洞照片問世。第一張于2019年發(fā)布,描繪了距離地球5500萬光年的M87星系中心的黑洞,質(zhì)量高達(dá)太陽的65億倍;第二張則于2022年公開,展示了距離地球2.6萬光年的銀河系中心黑洞——人馬座A*,質(zhì)量相當(dāng)于太陽的440萬倍。這兩張照片均呈現(xiàn)出相似的橘紅色光暈外觀,但實際上,它們并不是黑洞本身的圖像。

 

為了拍攝這些照片,天文學(xué)家依賴的是一項名為“事件視界望遠(yuǎn)鏡”的國際合作項目。這一項目聯(lián)合了地球不同地區(qū)的8個射電望遠(yuǎn)鏡,構(gòu)成一個龐大的射電觀測陣列,其觀測面積相當(dāng)于整個地球的表面積。通過高靈敏度的射電觀測,天文學(xué)家才能收集到M87星系中心和銀河系中心黑洞周圍吸積盤的數(shù)據(jù),從中勾勒出黑洞吸積盤的大致形態(tài),也就是我們看到的那些橘紅色光暈。

需要明確的是,這些黑洞照片實際上只展示了黑洞吸積盤的外觀,而非黑洞本身。真正的黑洞隱藏在橘紅色光暈中心,雖然我們無法直接觀測到它們,但通過吸積盤的形狀,我們能夠大致推斷出這兩顆超大質(zhì)量黑洞的存在和其強大的引力。

盡管這兩張黑洞照片在外觀和大小上相似,但銀河系中心的黑洞(人馬座A*)與M87星系中心的黑洞質(zhì)量和與地球的距離存在明顯的差異。銀河系中心的黑洞質(zhì)量僅為太陽質(zhì)量的440萬倍,距離地球也較近,僅2.6萬光年;而M87星系中心的黑洞質(zhì)量高達(dá)太陽的65億倍,距離地球則為5500萬光年。兩者之所以在照片上呈現(xiàn)相似的效果,主要是因為M87星系中心的黑洞距離地球足夠遠(yuǎn),但質(zhì)量仍然巨大,因此具備了與銀河系中心黑洞相似的外觀特征。

中國的阿波天文望遠(yuǎn)鏡,通常被稱為中國天眼,并沒有參與“事件視界望遠(yuǎn)鏡”的觀測項目。盡管中國天眼是世界上口徑最大的射電望遠(yuǎn)鏡,擁有驚人的500米口徑和對射電信號的高度靈敏度,但它之所以沒有被納入該項目并不是因為排擠,而是因為其地理位置。

“事件視界望遠(yuǎn)鏡”的各個望遠(yuǎn)鏡分布在地球邊緣地區(qū),這樣的布局才能確保觀測面積足夠大。然而,中國天眼位于世界地圖的中部位置,如果加入該項目,雖然可以增強一部分觀測能力,但實際上會在有效觀測面積上造成損失。盡管沒有直接參與,中國的科學(xué)家們?nèi)匀辉诤诙囱芯恐邪l(fā)揮著重要作用,例如,他們參與了對已公布照片的數(shù)據(jù)分析,為該項目的成功作出了貢獻(xiàn)。

黑洞是宇宙中的神秘現(xiàn)象,它們引發(fā)了人們無盡的好奇。在看到銀河系中心黑洞人馬座A*的質(zhì)量后,許多人開始擔(dān)心它是否會不斷吞噬銀河系內(nèi)的恒星。實際上,太陽系是相對安全的。雖然銀心黑洞是一個巨大的黑洞,質(zhì)量龐大,但它并不會無休止地吞噬周圍的恒星。黑洞的引力范圍理論上可以無限延伸,但實際上,只有那些距離黑洞非常接近的物體才會被吞噬。

因此,我們的太陽系將安全無虞。一旦附近的恒星被黑洞吞噬殆盡,黑洞將趨于穩(wěn)定,然后逐漸失去質(zhì)量,最終在宇宙中蒸發(fā)。黑洞是宇宙中的奇妙現(xiàn)象,令人著迷,但它們并不對太陽系的安全構(gòu)成威脅。黑洞研究的進(jìn)展將不斷揭示它們的奧秘,為我們理解宇宙的本質(zhì)提供更多的線索。

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