科學(xué)家表示，這張標(biāo)志性的黑洞圖像有些不對勁

還記得射手座 A* （Sgr A） 的驚人“第一張圖片”黑洞在銀河系的中心？好吧，根據(jù)日本國家天文臺 （NAOJ） 的研究人員的說法，它可能并不完全準(zhǔn)確。

相反，Sgr A* 周圍的吸積盤可能更細(xì)長，而不是我們在 2022 年首次看到的圓形。

NAOJ 的科學(xué)家對事件視界望遠(yuǎn)鏡 （EHT） 團(tuán)隊(duì)首先采集的 Sgr A* 數(shù)據(jù)應(yīng)用了不同的分析方法。EHT 數(shù)據(jù)來自由 8 臺地面射電望遠(yuǎn)鏡組成的網(wǎng)絡(luò)。最初的分析顯示，一個明亮的環(huán)狀結(jié)構(gòu)圍繞著一個黑暗的中心區(qū)域。

導(dǎo)致不同形狀的重新分析暗示了盤中物質(zhì)的運(yùn)動和分布。

公平地說，無線電干涉測量數(shù)據(jù)的分析是出了名的復(fù)雜。根據(jù) NAOJ 天文學(xué)家 Miyoshi Mikato 的說法，圓形的外觀可能是由于圖像的構(gòu)建方式。

“我們假設(shè)環(huán)狀圖像是由 EHT 成像分析過程中的錯誤造成的，其中一部分是偽影，而不是實(shí)際的天文結(jié)構(gòu)，”Miyoshi 建議。

解釋黑洞的外觀

那么，在 NAOJ 重新分析中，Sgr A* 是什么樣的呢？

“我們的圖像在東西方向上略微拉長，東半部比西半部更亮，”Miyoshi 說。

“我們認(rèn)為這種外觀意味著圍繞黑洞的吸積盤以大約 60% 的光速旋轉(zhuǎn)。”

吸積盤充滿了過熱物質(zhì)，就像它“繞著排水管”一樣，流入 400 萬太陽質(zhì)量的黑洞。當(dāng)它在吸積盤中循環(huán)時，摩擦和磁場的作用會加熱材料。這導(dǎo)致它發(fā)光，主要是在 X 射線和可見光下發(fā)光，并發(fā)出無線電發(fā)射。

各種因素也會影響吸積盤的形狀，包括黑洞本身的自旋。此外，吸積率（即落入圓盤中的材料量）以及材料的角動量都會影響形狀。

黑洞的引力也扭曲了我們對吸積盤的看法。這種 “游樂場鏡子 ”的失真使其難以成像。事實(shí)證明，椎間盤實(shí)際形狀的視圖（原始 EHT 圓視圖或 NAOJ 拉長視圖）可能是準(zhǔn)確的。

那么，為什么黑洞的觀點(diǎn)不同呢？

團(tuán)隊(duì)是如何使用相同的數(shù)據(jù)得出兩種略有不同的 Sgr A* 視圖的？

“沒有望遠(yuǎn)鏡可以完美地捕捉天文圖像，”Miyoshi 指出。對于 EHT 觀測，事實(shí)證明，來自廣泛連接的望遠(yuǎn)鏡的干涉數(shù)據(jù)可能存在間隙。在數(shù)據(jù)分析過程中，科學(xué)家必須使用特殊技術(shù)來構(gòu)建完整的圖像。EHT 團(tuán)隊(duì)就是這樣做的，產(chǎn)生了“圓形黑洞”圖像。

Miyoshi 的團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇論文，描述了他們的結(jié)果。在其中，他們提出 EHT 發(fā)布的 2022 年圖像中的環(huán)結(jié)構(gòu)是由 EHT 數(shù)據(jù)的凹凸點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) （PSF） 引起的偽影。

PSF 描述了成像系統(tǒng)如何處理其正在查看的區(qū)域中的點(diǎn)源。它有助于衡量由于光學(xué)元件中的缺陷（或在這種情況下，干涉測量數(shù)據(jù)中的間隙）而發(fā)生的模糊量。換句話說，它在“填補(bǔ)”空白方面存在問題。

NAOJ 團(tuán)隊(duì)重新分析了數(shù)據(jù)，并使用不同的映射方法來消除數(shù)據(jù)中的差距。這導(dǎo)致 Sgr A* 吸積盤的形狀變長。

椎間盤的一半更亮，他們認(rèn)為這是由于椎間盤快速旋轉(zhuǎn)時多普勒增強(qiáng)。他們認(rèn)為，新分析的數(shù)據(jù)和拉長的圖像顯示了盤的一部分，它位于距離黑洞幾個史瓦西半徑的地方，旋轉(zhuǎn)得非?？?，從40°-45°的角度觀察。

下一步是什么？

這種重新分析應(yīng)該有助于更好地了解 Sgr A* 吸積盤的實(shí)際外觀。對 Sgr A* 的 EHT 研究導(dǎo)致了 2022 年圖像的發(fā)布，這是首次詳細(xì)嘗試?yán)L制黑洞周圍區(qū)域。

這EHT 聯(lián)盟正在努力改進(jìn)生成更好、更詳細(xì)的此和其他干涉測量圖像黑洞.最終，這應(yīng)該會產(chǎn)生更準(zhǔn)確的視圖。

后續(xù)研究應(yīng)有助于填補(bǔ)吸積盤觀測中的任何空白。此外，對黑洞周圍近環(huán)境的詳細(xì)研究應(yīng)該可以為隱藏在盤內(nèi)的黑洞提供更多線索。

本文最初由今日宇宙.閱讀原文。

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