在人类探索宇宙的征途中,一项关于黑洞的新发现再次引起了科学界的广泛关注。这次的主角是位于M87星系(也被称为室女座A星系)中心的黑洞M87*。这个超大质量黑洞,其质量约为65亿太阳质量,一直是天文学家们研究的热点。
事件地平线望远镜(EHT)合作组织在2019年首次向全世界展示了M87*的图像,这是人类历史上首次直接拍摄到黑洞的“真容”。这一突破性成果不仅震撼了科学界,也激发了公众对宇宙探索的热情。如今,EHT团队基于2018年的观测数据,对黑洞M87*进行了更为深入的重新分析,揭示了其周围等离子体环境的更多奥秘。
据最新分析报告显示,围绕M87*的发光环的最亮部分发生了显著的偏移。科学家们通过对比2017年和2018年的观测数据,证实了这一偏移现象,并指出黑洞的旋转轴偏离了地球的方向,一年中大约移动了30度左右。这一发现很可能与旋转气体(即吸积盘)中的湍流有关。
为了更直观地理解这一发现,科学家们展示了2017年和2018年拍摄的M87*的EHT图像,并与广义相对论磁流体动力学(GRMHD)模拟图像进行了对比。这些图像不仅展示了黑洞周围环境的复杂性,也验证了科学家们对黑洞物理的深入理解。
台湾师范大学的助理教授蒲弘毅表示,黑洞吸积环境是高度湍流和动态的。通过将2017年和2018年的观测结果视为独立的测量结果,科学家们能够以全新的视角来约束黑洞周围的环境,从而更深入地了解黑洞的物理特性。
值得注意的是,2018年的观测结果再次证实了2017年首次捕捉到的发光环的存在,其直径约为43微弧秒,这与科学家们之前预判的该黑洞具有65亿太阳质量的理论预测高度一致。光环最亮的区域逆时针偏移了30度,这一移动被认为是黑洞周围吸积盘湍流的自然结果。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的博士候选人阿比舍克·乔希解释说,他们最初对2017年观测结果的理论解释中,就预测了最亮区域很可能会发生逆时针方向移动。如今,2018年的观测结果证实了这一预测,这进一步增强了科学家们对黑洞周围环境的理解。
黑洞环底部最亮的事实也揭示了黑洞自旋的方向。康塞普西翁大学的博士后研究员比迪莎·班迪奥帕德亚补充道,2018年最亮区域的位置也加强了他们之前在2017年观测中对黑洞方位的解读:黑洞的旋转轴正指向远离地球的方向。这一发现对于理解黑洞的自旋特性以及周围环境的动态变化具有重要意义。
为了更深入地研究这些差异,研究小组还利用新开发的大量超级计算机生成的图像库对吸积模型进行了评估。他们发现,由于湍流变率相对较高,气体在沿着黑洞旋转的相反方向流动时,更有可能与多年观测结果相吻合。这一发现为科学家们提供了更多关于黑洞周围环境的线索。