这样的模拟可以帮助我们了解围绕超大质量黑洞的极端物理现象,并且可以帮助我们了解在观察M87 *图片时所看到的内容。
黑洞事件视界的第一个直接图像是科学创造力令人印象深刻的壮举。但是,这很难实现,并且得到的图像分辨率相对较低。
技术和技术将得到完善,并且预计将来黑洞的直接图像会随着时间的推移而改善。美国国家航空航天局(NASA)为黑洞周制作的新可视化文件,显示了我们可能期望在积极积聚的超大质量黑洞的高分辨率图像中看到的内容。
超大质量黑洞位于大多数大型星系的中心,它们如何到达那里是一个谜。首先出现的是黑洞或星系,是宇宙学中的一大问题。
我们所知道的是它们确实很大,就像太阳质量的百万倍或数十亿倍一样。他们可以控制恒星的形成 ; 当他们醒来并开始进食时,它们可以成为宇宙中最明亮的物体。几十年来,我们还弄清了它们的某些奇怪动态。
m87黑洞
黑洞的第一个直接影像,M87 *。(EHT协作)
实际上,黑洞的第一个模拟图像是使用1960年代的穿孔卡 IBM 7040计算机计算的,并由法国天体物理学家让·皮埃尔·鲁米内特(Jean-Pierre Luminet)于1978年手工绘制,看起来仍然很像NASA的模拟。
在两个模拟中(上面是新模拟,下面是Luminet的工作),您会在中间看到一个黑圈。那就是事件视界,在该点电磁辐射(光,无线电波,X射线等)不再足够快,无法从黑洞的引力中获得逃逸速度。
(让·皮埃尔·卢米内)
整个黑洞的中间是圆盘状材料的前部,它围绕黑洞旋转,就像水进入排水管一样。它通过摩擦产生如此强烈的辐射,我们可以用望远镜检测到这部分-这就是您在M87 *图片中看到的。
您可以看到光子环,即事件视界周围的完美光环。您会看到黑洞周围有大片光线。该光实际上是从吸积盘黑洞后面的部分发出的;但是引力是如此之强,即使在事件视界之外,它也会扭曲时空并弯曲黑洞周围的光路。
您还可以看到吸积盘的一侧比另一侧更亮。这种效应称为相对论光束,它是由光盘的旋转引起的。朝我们移动的光盘部分更亮,因为它接近光速。这种运动使光的波长发生频率变化。这就是所谓的多普勒效应。
因此,远离我们的那一侧是暗淡的,因为这种运动具有相反的效果。
Luminet去年在一篇论文中写道: “正是这种强烈的表观光度不对称性,这是黑洞的主要特征,黑洞是唯一能够使吸积盘内部区域产生旋转速度的天体。光速并产生非常强的多普勒效应。”
这样的模拟可以帮助我们了解围绕超大质量黑洞的极端物理现象,并且可以帮助我们了解在观察M87 *图片时所看到的内容。