Ⅰ 连光都无法逃逸,黑洞照片到底怎么拍摄的呢
注意到没有,这张黑洞照片拍摄的是M87的星系的中心黑洞,距离地球5300万光年。该黑洞质量相当于60亿颗太阳。
如果是宇宙空间中一个孤零零的黑洞,真的无法拍摄。但星系中心的黑洞就不同了。科学家已经确认,在旋涡星系和椭圆星系中心,都存在大质量黑洞。例如,在我们银河系的中心,就存在一个质量约为太阳质量400万倍的巨型黑洞。M87星系就是一个巨大的椭圆星系。
在星系中心,物质密度是非常高的。受到中心黑洞的引力作用,黑洞附近的物质(可以是气体云,也可以是恒星等天体)都在围绕黑洞高速旋转,形成一个巨大的物质盘,这个物质盘叫“吸集盘”。盘中的物质在高速旋转中逐渐落入黑洞视界中变得不可见。
由于盘中物质在围绕黑洞旋转过程中,越靠近黑洞视界,速度就会越快,温度也会越高,就会发射出越来越强烈的电磁辐射,射线频率从伽玛射线到无线电波都有。吸积盘处于黑洞“视界”的外部,因此发出的辐射可以逃逸到远处被我们探测到。换句话说,这张黑洞照片,拍摄的并不是黑洞本身,而是它周围环绕的物质盘的景象。而且这个景象也不是光学信号组成的,是由毫米波长的电磁波组成的,是通过计算机处理后形成的可视图像。
由于距离太远,用光学望远镜很难看清其中的细节,所以这次拍摄黑洞照片,用的是射电望远镜。就是专门接收不同波长电磁波的望远镜。为了观测黑洞视界边缘上的物理过程,这次天文学家动用了分布在全球的8座毫米/亚毫米波射电望远镜,这些望远镜组成了一个虚拟的,口径接近整个地球的望远镜,这座虚拟的望远镜,称为“事件视界望远镜”。望远镜的口径越大,清晰度越高。这次拍摄的黑洞照片,清晰度相当于从地球看月球上一个橘子的程度。
上面的图就是组成这架“虚拟望远镜”的八台市电望远镜的位置。
下面的图就是黑洞照片。中间的那个才是黑洞。周围的亮环是围绕在黑洞周围的发光物质盘。
Ⅱ 黑洞引力非常大,连光线都跑不了,是如何拍下照片的
黑洞引力非常大,连光线都跑不了,是通过引力透镜效应拍下照片的。
4.黑洞之所以被命名为黑洞,是因为它们不发光,而且它们的重力太强,无法从光线中逃脱。目前,天文学家普遍认为黑洞确实存在于宇宙中,从质量几倍到太阳几十倍的恒星黑洞,到太阳质量高达数百万甚至数十亿倍的超大质量黑洞。此外,几乎所有星系的中心都存在着超大质量的黑洞。