首張銀心黑洞照片曝光,那三個光斑是什麼?其實它的真身仍不可見

銀河系「老大」終于現身了!銀河系中最大的單一天體——銀河系中心黑洞——人馬座A*的第一張照片,終于與人類見面了,先來看看它的「驚世容顏」:

或許有不少朋友看了后會說,這圖片也太不清晰了,怎麼能拍得這麼不清晰呢?實際上能拍成這樣已經相當不容易了,要知道它可是隱藏在難以計數的恒星、行星、星云,恒星強光污染和星際物質后面的一個天體,想看到它比讓我們透過一堵墻看到墻外的物體要難上很多倍,天文學家們是利用分布在全球六個不同地方的八臺望遠鏡虛擬了一臺觀測面積如同地球視面積這樣大的望遠鏡——事件視界望遠鏡(EHT)才觀察到它的。

​上下圖為事件視界望遠鏡在地球上的分布圖。

5月12日,事件視界望遠鏡合作組織團隊公布了銀河系中心黑洞首張照片,這是人類首次得到銀河系中心黑洞的可視影像資料。看上去它和M87星系中心黑洞很相似,形狀也像個甜甜圈,但兩者大小差距很大,后者質量是前者的1500多倍。

銀心黑洞2017年4月7日圖像

M87星系中心黑洞2017年4月11日圖像

不過我們必須要知道,雖然大家都在說它是銀河系中心黑洞的首張照片,但其實我們仍然是看不見這顆黑洞的真正實體的,照片顯示的橙色、黃色、紅色組成的圖案只是黑洞事件視界之外的吸積盤物質,其中的三個亮斑可能是黑洞吸積盤中恒星殘余物質比較密集的部分,但也可能并非吸積盤物質,而是引力透鏡效應映照出的黑洞后面的恒星的光輝。

​如上圖,一般認為黑洞是指事件視界之內的不可見部分,也就是史瓦西半徑以內的部分,但這部分嚴格來說仍然并非黑洞實體,而是物質流向黑洞中心的光都不可逃出的部分,這部分的物質狀態很可能與事件視界之外差別不大,但是運行的速度更快(這里物質的速度很可能已超光速),在黑洞的超強引力之下,這里的物質基本上永遠不會逃離黑洞,并且還是會向著黑洞的內部核心不斷前進,最終成為什麼狀態還難以推測,因為黑洞內部幾乎就是完全獨立于宇宙之外的一個世界,所有的物理法則在這里不再適合,黑洞內部有自己的物理法則。

​從這個定義上來說,黑洞本身的光是不會向外發射的,那麼既然它沒有光傳輸出來,我們當然也就無法看到它了,即使有霍金輻射在起作用,我們也無法直接看到黑洞本體,因為那也只是黑洞事件視界邊緣的粒子逃逸,不足以顯示黑洞真身。

​那為什麼事件視界望遠鏡合作組織還說公布的是銀河系中心黑洞的第一張照片呢?實際上照片拍攝的還只是黑洞外面的吸積盤能向外發射電磁波的部分,而真正的黑洞就隱藏在吸積盤中心的暗淡區域部分,如果說黑洞是一只飛行的鳥,那其實目前我們所能看到的還只是它翅膀上的羽毛,能看到鳥的羽毛,那麼也大致也可以說那里有只鳥了。

​不過,雖然黑洞黑到不會發出一絲光線,但那里的物質和能量的活動要比吸積盤部位更加劇烈,如果那里的光線能夠射到黑洞之外,那一定會是宇宙中最亮的光。

銀心黑洞是銀河系中心的核心天體,也是整個銀河系的引力中心,它的質量大約是太陽的431萬倍,直徑大約5000萬公里,是銀河系中真正的「老大」,在它的周圍,有著數百個「恒星小弟」直接圍繞它運行,為它提供著輸送物質供其食用的服務。

​這樣巨大的黑洞并不是恒星坍縮形成的,而是形成于宇宙誕生之初,在宇宙大爆炸發生不久,其中的物質極其致密的區域中直接就形成了這種原生黑洞,所以它的年齡幾乎和宇宙一樣長。

不過剛開始的時候它的質量并沒有現在這麼大,它也是在約138億年的歷史中不斷地吸收物質才變成如今這麼大的,也是因為引力強大,它的周圍從一開始就匯聚了大量的恒星和星云,形成了一團質量很大的物質團,而物質團本身的引力又吸引著周邊的物質向其靠近并融合到一起,逐漸地就形成了銀河系。

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