銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的新視圖暗示了一個(gè)令人興奮的隱藏特征
作者:綜合 來源:休閑 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時(shí)間:2025-12-10 13:40:23 評(píng)論數(shù):
（神秘的銀河地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（Robert Lea）：天文學(xué)家首次捕捉到了位于Milly Way中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座A*（Sgr A*）周圍的偏振光和磁場(chǎng)。
事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）進(jìn)行的系中心超新視興奮歷史性觀測(cè)表明，整齊有序的大質(zhì)洞的的隱合肥外圍（外圍上門）外圍預(yù)約（電話微信365-*2895）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款磁場(chǎng)與M87星系中心超大質(zhì)量黑洞周圍的磁場(chǎng)相似。這是量黑令人令人驚訝的，因?yàn)镾gr A*的圖暗質(zhì)量大約是太陽的430萬倍，但M87*要可怕得多，藏特其質(zhì)量相當(dāng)于大約65億個(gè)太陽。銀河
因此，系中心超新視興奮對(duì)Sgr A*的大質(zhì)洞的的隱新的EHT觀測(cè)表明，強(qiáng)而有序的量黑令人磁場(chǎng)可能是所有黑洞共同的。此外，圖暗由于M87*的藏特磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)大的外流或“噴流”，研究結(jié)果表明，銀河Sgr A*可能有一個(gè)隱藏而微弱的系中心超新視興奮噴流。
銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞Sgr A*首次在偏振光中出現(xiàn)。（圖片來源：uux.cn/EHT Collaboration）
“這張位于銀河系中心的黑洞的新圖像，Sgr A*，告訴我們，合肥外圍（外圍上門）外圍預(yù)約（電話微信365-*2895）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款黑洞附近有強(qiáng)大、扭曲和有序的磁場(chǎng)，”哈佛大學(xué)和史密森尼學(xué)會(huì)天體物理中心（CfI）的研究聯(lián)合負(fù)責(zé)人、NASA哈勃研究金計(jì)劃愛因斯坦研究員Sara Issaoun告訴Space.com，“一段時(shí)間以來，我們一直認(rèn)為磁場(chǎng)在黑洞如何以強(qiáng)大的噴流饋送和噴射物質(zhì)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
“這張新圖像，以及在更大、更強(qiáng)大的M87*黑洞中看到的驚人相似的極化結(jié)構(gòu)，表明強(qiáng)大有序的磁場(chǎng)對(duì)黑洞如何與周圍的氣體和物質(zhì)相互作用至關(guān)重要。”
比較兩個(gè)巨型黑洞的磁性
EHT由全球各地的許多望遠(yuǎn)鏡組成，包括阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA），它們結(jié)合在一起形成了一個(gè)地球大小的望遠(yuǎn)鏡，這對(duì)創(chuàng)造科學(xué)歷史并不陌生。
2017年，EHT拍攝到了第一張黑洞及其環(huán)境的圖像，對(duì)距離地球約5350萬光年的M87*進(jìn)行了成像。在這張照片于2019年向公眾展示兩年后，EHT的合作再次首次展示了M87*黑洞周圍的偏振光。
當(dāng)光的定向波指向特定角度時(shí)，就會(huì)發(fā)生偏振。等離子體在黑洞周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)使光與黑洞成90度角偏振。這意味著，通過觀察M87*周圍的極化，科學(xué)家們首次“看到”了黑洞周圍的磁場(chǎng)。
事件視界望遠(yuǎn)鏡拍攝的超大質(zhì)量黑洞M87*的第一張照片。（圖片來源：uux.cn/EHT Collaboration）
隨后在2022年，EHT還拍攝到了一個(gè)距離地球2.7萬光年遠(yuǎn)的超大質(zhì)量黑洞Sgr a*，銀河系就圍繞著這個(gè)黑洞雕刻而成。
使用事件視界望遠(yuǎn)鏡拍攝的位于銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座A*的圖像。（圖片來源：uux.cn/EHT Collaboration）
現(xiàn)在，EHT終于為科學(xué)家們提供了偏振光的圖像，從而提供了這個(gè)超大質(zhì)量黑洞周圍的磁場(chǎng)。
Issaoun說：“偏振光教會(huì)了我們磁場(chǎng)、氣體的性質(zhì)以及黑洞進(jìn)食的機(jī)制。”。“考慮到拍攝Sgr A*的額外挑戰(zhàn)，我們一開始就能夠獲得偏振圖像，這真的很令人驚訝！”
盡管Sgr A*離地球更近，但這些挑戰(zhàn)還是出現(xiàn)了，因?yàn)殂y河系超大質(zhì)量黑洞的尺寸較小，這意味著以接近光速在其周圍旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)很難成像。M87*要大得多，這意味著材料在以相同的速度行進(jìn)時(shí)，或多或少需要更長(zhǎng)的時(shí)間來完成一個(gè)電路，從而使EHT更容易捕獲。
克服這些困難意味著現(xiàn)在可以在超大質(zhì)量黑洞光譜兩端的兩個(gè)黑洞之間進(jìn)行比較，一個(gè)黑洞的質(zhì)量是太陽的數(shù)十億倍，另一個(gè)質(zhì)量是我們恒星的數(shù)百萬倍。最初的結(jié)論是，這些磁場(chǎng)彼此非常相似。
（左）在偏振光中看到的M87中心的黑洞。（右）偏振光中的Sgr A*與質(zhì)量大得多的M87*相似（圖片來源：uux.cn/EHT Collaboration）
Issaoun說：“這種相似性尤其令人驚訝，因?yàn)镸87*和Sgr A*是非常不同的黑洞。”。“M87*是一個(gè)非常特殊的黑洞：它有60億太陽質(zhì)量，生活在一個(gè)巨大的橢圓星系中，它噴出在所有波長(zhǎng)下都可見的強(qiáng)大等離子體射流。
“另一方面，Sgr A*非常常見：它有400萬太陽質(zhì)量，生活在我們普通的螺旋銀河系中，而且似乎根本沒有噴流。”
Issaoun解釋說，僅僅通過觀察光的偏振部分，研究小組就有望了解M87*和Sgr A*磁場(chǎng)的不同性質(zhì)。
Issaoun補(bǔ)充道：“也許其中一個(gè)會(huì)更加有序和強(qiáng)大，而另一個(gè)會(huì)變得更加無序和軟弱。”。“然而，因?yàn)樗鼈兛雌饋碓俅蜗嗨疲F(xiàn)在很清楚，這兩類不同的黑洞具有非常相似的磁場(chǎng)幾何結(jié)構(gòu)！”
研究結(jié)果表明，對(duì)Sgr a*進(jìn)行更深入的研究可能會(huì)發(fā)現(xiàn)迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的特征。
銀河系的超大質(zhì)量黑洞是在發(fā)射隱藏的噴流嗎？
Sgr A*的光的偏振和整齊而強(qiáng)大的磁場(chǎng)，以及它們與M87*非常相似的事實(shí)，可能表明我們的中心黑洞直到現(xiàn)在一直對(duì)我們隱瞞著一個(gè)秘密。
Issaoun解釋道：“正如我們?cè)贛87*上觀察到的那樣，我們預(yù)計(jì)強(qiáng)而有序的磁場(chǎng)將與噴流的發(fā)射直接相關(guān)。”。“由于沒有觀察到噴流的A*中士似乎有著非常相似的幾何形狀，也許還有一架噴流潛伏在A*中士體內(nèi)等待觀察，這將是非常令人興奮的！”
天文學(xué)家對(duì)沒有看到來自Sgr a*的噴流并不感到非常驚訝。這是因?yàn)镸87*被如此多的氣體和塵埃包圍，每年消耗相當(dāng)于兩到三個(gè)太陽的能量。這意味著它的磁場(chǎng)有足夠的材料引導(dǎo)到兩極并以噴流的形式噴出。
另一方面，Sgr A*消耗的物質(zhì)如此之少，相當(dāng)于一個(gè)人每一百萬年吃一粒米。這些觀察結(jié)果表明，我們節(jié)食的超大質(zhì)量黑洞可能仍然有噴流；只是很難看到。
Issaoun說：“有很多證據(jù)表明，過去可能有外流，甚至是由黑洞驅(qū)動(dòng)的噴流，但由于銀河系中心的困難環(huán)境，Sgr a*中的噴流從未被成像。”。“發(fā)現(xiàn)一個(gè)噴流將是對(duì)我們黑洞的重大揭示，也是與銀河系內(nèi)黑洞歷史的聯(lián)系。”
她補(bǔ)充說，發(fā)射這些噴流的過程是整個(gè)宇宙中最具能量的機(jī)制，例如，通過清除恒星誕生所需的氣體和塵埃，以及影響星系的生長(zhǎng)和演化，極大地影響了星系的核心。這意味著，發(fā)現(xiàn)Sgr a*噴出的噴流將影響我們對(duì)銀河系如何演變成天文學(xué)家今天觀察到的形狀的理解。
Issaoun繼續(xù)說道：“令人震驚的是，星系中如此小的原子核會(huì)造成如此大規(guī)模的破壞，而這一切都始于中心黑洞的邊緣，這些磁場(chǎng)在那里起著統(tǒng)治作用。”。
這張照片顯示了ALMA在偏振光下拍攝到的M87星系中的噴流。這張圖像揭示了沿射流的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。（圖片來源：uux.cn/ALMA（ESO/NAOJ/NRAO），Goddi等人）
Issaoun說，有了這兩張截然不同的黑洞的偏振圖像，科學(xué)家們現(xiàn)在有了非常令人信服的證據(jù)，證明強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)這些宇宙巨星來說無處不在。
“下一步，”她說，“包括弄清楚幾何結(jié)構(gòu)如何與這些系統(tǒng)的移動(dòng)、進(jìn)化和爆發(fā)相聯(lián)系。”
EHT將于4月初開始其2024年的觀測(cè)活動(dòng)，合作希望通過在不同頻率的光下觀測(cè)M87*和Sgr A*等熟悉黑洞，獲得它們的多色視圖。
Issaoun補(bǔ)充道：“在接下來的十年里，下一代EHT的目標(biāo)是增加更多的望遠(yuǎn)鏡，以填充我們地球大小的虛擬鏡子，并更頻繁地進(jìn)行觀測(cè)。”。“通過EHT的這些擴(kuò)展，我們將能夠拍攝黑洞的偏振電影，并將直接觀察M87*黑洞及其噴流之間的動(dòng)力學(xué)。”
此外，CFI的研究人員表示，EHT最終可以獲得一些天基幫助，觀察黑洞及其動(dòng)力學(xué)。一項(xiàng)可能有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的擬議任務(wù)是黑洞探測(cè)器（BHEX）任務(wù)概念，該概念在基于地球的EHT陣列中增加了一臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡。
Issaoun總結(jié)道：“黑洞旋轉(zhuǎn)了多少，它們的自旋被認(rèn)為與黑洞附近的磁場(chǎng)為什么看起來像以及它們?nèi)绾伟l(fā)射噴流直接相關(guān)。”。“利用BHEX，我們可以對(duì)黑洞的尖銳光子環(huán)特征進(jìn)行成像。這個(gè)光子環(huán)編碼黑洞周圍時(shí)空的特性，包括黑洞的自旋！”
EHT團(tuán)隊(duì)的研究于周三（3月27日）發(fā)表在《天體物理雜志快報(bào)》上。
事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）進(jìn)行的系中心超新視興奮歷史性觀測(cè)表明，整齊有序的大質(zhì)洞的的隱合肥外圍（外圍上門）外圍預(yù)約（電話微信365-*2895）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款磁場(chǎng)與M87星系中心超大質(zhì)量黑洞周圍的磁場(chǎng)相似。這是量黑令人令人驚訝的，因?yàn)镾gr A*的圖暗質(zhì)量大約是太陽的430萬倍，但M87*要可怕得多，藏特其質(zhì)量相當(dāng)于大約65億個(gè)太陽。銀河
因此，系中心超新視興奮對(duì)Sgr A*的大質(zhì)洞的的隱新的EHT觀測(cè)表明，強(qiáng)而有序的量黑令人磁場(chǎng)可能是所有黑洞共同的。此外，圖暗由于M87*的藏特磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)大的外流或“噴流”，研究結(jié)果表明，銀河Sgr A*可能有一個(gè)隱藏而微弱的系中心超新視興奮噴流。
銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞Sgr A*首次在偏振光中出現(xiàn)。（圖片來源：uux.cn/EHT Collaboration）
“這張位于銀河系中心的黑洞的新圖像，Sgr A*，告訴我們，合肥外圍（外圍上門）外圍預(yù)約（電話微信365-*2895）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款黑洞附近有強(qiáng)大、扭曲和有序的磁場(chǎng)，”哈佛大學(xué)和史密森尼學(xué)會(huì)天體物理中心（CfI）的研究聯(lián)合負(fù)責(zé)人、NASA哈勃研究金計(jì)劃愛因斯坦研究員Sara Issaoun告訴Space.com，“一段時(shí)間以來，我們一直認(rèn)為磁場(chǎng)在黑洞如何以強(qiáng)大的噴流饋送和噴射物質(zhì)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
“這張新圖像，以及在更大、更強(qiáng)大的M87*黑洞中看到的驚人相似的極化結(jié)構(gòu)，表明強(qiáng)大有序的磁場(chǎng)對(duì)黑洞如何與周圍的氣體和物質(zhì)相互作用至關(guān)重要。”
比較兩個(gè)巨型黑洞的磁性
EHT由全球各地的許多望遠(yuǎn)鏡組成，包括阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA），它們結(jié)合在一起形成了一個(gè)地球大小的望遠(yuǎn)鏡，這對(duì)創(chuàng)造科學(xué)歷史并不陌生。
2017年，EHT拍攝到了第一張黑洞及其環(huán)境的圖像，對(duì)距離地球約5350萬光年的M87*進(jìn)行了成像。在這張照片于2019年向公眾展示兩年后，EHT的合作再次首次展示了M87*黑洞周圍的偏振光。
當(dāng)光的定向波指向特定角度時(shí)，就會(huì)發(fā)生偏振。等離子體在黑洞周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)使光與黑洞成90度角偏振。這意味著，通過觀察M87*周圍的極化，科學(xué)家們首次“看到”了黑洞周圍的磁場(chǎng)。
事件視界望遠(yuǎn)鏡拍攝的超大質(zhì)量黑洞M87*的第一張照片。（圖片來源：uux.cn/EHT Collaboration）
隨后在2022年，EHT還拍攝到了一個(gè)距離地球2.7萬光年遠(yuǎn)的超大質(zhì)量黑洞Sgr a*，銀河系就圍繞著這個(gè)黑洞雕刻而成。
使用事件視界望遠(yuǎn)鏡拍攝的位于銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座A*的圖像。（圖片來源：uux.cn/EHT Collaboration）
現(xiàn)在，EHT終于為科學(xué)家們提供了偏振光的圖像，從而提供了這個(gè)超大質(zhì)量黑洞周圍的磁場(chǎng)。
Issaoun說：“偏振光教會(huì)了我們磁場(chǎng)、氣體的性質(zhì)以及黑洞進(jìn)食的機(jī)制。”。“考慮到拍攝Sgr A*的額外挑戰(zhàn)，我們一開始就能夠獲得偏振圖像，這真的很令人驚訝！”
盡管Sgr A*離地球更近，但這些挑戰(zhàn)還是出現(xiàn)了，因?yàn)殂y河系超大質(zhì)量黑洞的尺寸較小，這意味著以接近光速在其周圍旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)很難成像。M87*要大得多，這意味著材料在以相同的速度行進(jìn)時(shí)，或多或少需要更長(zhǎng)的時(shí)間來完成一個(gè)電路，從而使EHT更容易捕獲。
克服這些困難意味著現(xiàn)在可以在超大質(zhì)量黑洞光譜兩端的兩個(gè)黑洞之間進(jìn)行比較，一個(gè)黑洞的質(zhì)量是太陽的數(shù)十億倍，另一個(gè)質(zhì)量是我們恒星的數(shù)百萬倍。最初的結(jié)論是，這些磁場(chǎng)彼此非常相似。
（左）在偏振光中看到的M87中心的黑洞。（右）偏振光中的Sgr A*與質(zhì)量大得多的M87*相似（圖片來源：uux.cn/EHT Collaboration）
Issaoun說：“這種相似性尤其令人驚訝，因?yàn)镸87*和Sgr A*是非常不同的黑洞。”。“M87*是一個(gè)非常特殊的黑洞：它有60億太陽質(zhì)量，生活在一個(gè)巨大的橢圓星系中，它噴出在所有波長(zhǎng)下都可見的強(qiáng)大等離子體射流。
“另一方面，Sgr A*非常常見：它有400萬太陽質(zhì)量，生活在我們普通的螺旋銀河系中，而且似乎根本沒有噴流。”
Issaoun解釋說，僅僅通過觀察光的偏振部分，研究小組就有望了解M87*和Sgr A*磁場(chǎng)的不同性質(zhì)。
Issaoun補(bǔ)充道：“也許其中一個(gè)會(huì)更加有序和強(qiáng)大，而另一個(gè)會(huì)變得更加無序和軟弱。”。“然而，因?yàn)樗鼈兛雌饋碓俅蜗嗨疲F(xiàn)在很清楚，這兩類不同的黑洞具有非常相似的磁場(chǎng)幾何結(jié)構(gòu)！”
研究結(jié)果表明，對(duì)Sgr a*進(jìn)行更深入的研究可能會(huì)發(fā)現(xiàn)迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的特征。
銀河系的超大質(zhì)量黑洞是在發(fā)射隱藏的噴流嗎？
Sgr A*的光的偏振和整齊而強(qiáng)大的磁場(chǎng)，以及它們與M87*非常相似的事實(shí)，可能表明我們的中心黑洞直到現(xiàn)在一直對(duì)我們隱瞞著一個(gè)秘密。
Issaoun解釋道：“正如我們?cè)贛87*上觀察到的那樣，我們預(yù)計(jì)強(qiáng)而有序的磁場(chǎng)將與噴流的發(fā)射直接相關(guān)。”。“由于沒有觀察到噴流的A*中士似乎有著非常相似的幾何形狀，也許還有一架噴流潛伏在A*中士體內(nèi)等待觀察，這將是非常令人興奮的！”
天文學(xué)家對(duì)沒有看到來自Sgr a*的噴流并不感到非常驚訝。這是因?yàn)镸87*被如此多的氣體和塵埃包圍，每年消耗相當(dāng)于兩到三個(gè)太陽的能量。這意味著它的磁場(chǎng)有足夠的材料引導(dǎo)到兩極并以噴流的形式噴出。
另一方面，Sgr A*消耗的物質(zhì)如此之少，相當(dāng)于一個(gè)人每一百萬年吃一粒米。這些觀察結(jié)果表明，我們節(jié)食的超大質(zhì)量黑洞可能仍然有噴流；只是很難看到。
Issaoun說：“有很多證據(jù)表明，過去可能有外流，甚至是由黑洞驅(qū)動(dòng)的噴流，但由于銀河系中心的困難環(huán)境，Sgr a*中的噴流從未被成像。”。“發(fā)現(xiàn)一個(gè)噴流將是對(duì)我們黑洞的重大揭示，也是與銀河系內(nèi)黑洞歷史的聯(lián)系。”
她補(bǔ)充說，發(fā)射這些噴流的過程是整個(gè)宇宙中最具能量的機(jī)制，例如，通過清除恒星誕生所需的氣體和塵埃，以及影響星系的生長(zhǎng)和演化，極大地影響了星系的核心。這意味著，發(fā)現(xiàn)Sgr a*噴出的噴流將影響我們對(duì)銀河系如何演變成天文學(xué)家今天觀察到的形狀的理解。
Issaoun繼續(xù)說道：“令人震驚的是，星系中如此小的原子核會(huì)造成如此大規(guī)模的破壞，而這一切都始于中心黑洞的邊緣，這些磁場(chǎng)在那里起著統(tǒng)治作用。”。
這張照片顯示了ALMA在偏振光下拍攝到的M87星系中的噴流。這張圖像揭示了沿射流的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。（圖片來源：uux.cn/ALMA（ESO/NAOJ/NRAO），Goddi等人）
Issaoun說，有了這兩張截然不同的黑洞的偏振圖像，科學(xué)家們現(xiàn)在有了非常令人信服的證據(jù)，證明強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)這些宇宙巨星來說無處不在。
“下一步，”她說，“包括弄清楚幾何結(jié)構(gòu)如何與這些系統(tǒng)的移動(dòng)、進(jìn)化和爆發(fā)相聯(lián)系。”
EHT將于4月初開始其2024年的觀測(cè)活動(dòng)，合作希望通過在不同頻率的光下觀測(cè)M87*和Sgr A*等熟悉黑洞，獲得它們的多色視圖。
Issaoun補(bǔ)充道：“在接下來的十年里，下一代EHT的目標(biāo)是增加更多的望遠(yuǎn)鏡，以填充我們地球大小的虛擬鏡子，并更頻繁地進(jìn)行觀測(cè)。”。“通過EHT的這些擴(kuò)展，我們將能夠拍攝黑洞的偏振電影，并將直接觀察M87*黑洞及其噴流之間的動(dòng)力學(xué)。”
此外，CFI的研究人員表示，EHT最終可以獲得一些天基幫助，觀察黑洞及其動(dòng)力學(xué)。一項(xiàng)可能有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的擬議任務(wù)是黑洞探測(cè)器（BHEX）任務(wù)概念，該概念在基于地球的EHT陣列中增加了一臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡。
Issaoun總結(jié)道：“黑洞旋轉(zhuǎn)了多少，它們的自旋被認(rèn)為與黑洞附近的磁場(chǎng)為什么看起來像以及它們?nèi)绾伟l(fā)射噴流直接相關(guān)。”。“利用BHEX，我們可以對(duì)黑洞的尖銳光子環(huán)特征進(jìn)行成像。這個(gè)光子環(huán)編碼黑洞周圍時(shí)空的特性，包括黑洞的自旋！”
EHT團(tuán)隊(duì)的研究于周三（3月27日）發(fā)表在《天體物理雜志快報(bào)》上。