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標題: 科學家如何計算盤踞銀河中央的超大黑洞質量﹖ [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2024-6-5 02:31 PM 標題: 科學家如何計算盤踞銀河中央的超大黑洞質量﹖

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　　這是一張銀河系中心超大質量黑洞的圖片﹐是一個被稱為人馬座A*的龐然大物﹐它被發現於2022年5月12日﹐由事件視界望遠鏡拍攝。一團黑暗的迷霧盤踞在我們銀河系的中心是被稱為人馬座A*的超大質量黑洞。天文學家們知曉該黑洞的存在已經有一段時間了﹐甚至已經在2022年拍攝了它壯觀的圖片。但是想要精確地測量它的大小和活動依然是困難的。
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　　現在﹐根據馬克斯·普朗克地外物理研究所的最新發現﹐一組天文學家已經高精度地確定了人馬座A*的質量和半徑。確切來說﹐人馬座A*被發現達到429.7萬太陽質量﹐但半徑比金星繞太陽公轉的軌道半徑都小。研究小組通過研究這巨大空洞的軌道上的發光氣體推斷出了這一信息。
　　基本上﹐研究人員使用來自歐洲南方天文台甚大望遠鏡干涉儀(VLTI)的近紅外干涉儀的數據來跟蹤捕捉黑洞周圍旋轉氣體的電磁發射。他們一直在尋找耀斑﹐每天可能發生一兩次的電磁輻射的明亮閃光。簡而言之﹐這些耀斑使天文學家能夠追蹤人馬座A*周圍氣體的運動。
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　　研究團隊分別分析了2018﹑2021﹑2022年觀測的耀斑。這些綜合起來的數據使得研究人員能夠高精度地預測這個黑洞的質量。這很重要﹐因為它提供了一種全新的﹑獨立的測量黑洞質量的方式。值得慶幸的是﹐他們的結果與以前預測的一致。
　　那些先前的測量結果是基於人馬座A*周圍一些恆星的軌跡﹐但存在一個問題﹕這些恆星比新測量到的耀斑要遠得多。因此以前的預測結果在技術上不太可靠。在討論他們如何計算黑洞質量時﹐提到了「引力半徑」這個概念。物體的引力半徑值與它的徑向距離有關﹔並且它一定與物體的質量成正比。對於人馬座A*而言﹐半徑指的是從黑洞中心到視界的距離。視界是我們的宇宙和黑洞內部物質之間的屏障。在視界之外﹐即使是光也逃不過黑洞巨大的引力。
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　　人馬座A*的引力半徑大約等於0.1個天文單位﹐也就是地球到太陽距離的十分之一。雖然這個長度聽起來很短﹐但它其實相對而言是比較長的﹐因為太陽的引力半徑也只有大概3公里(1.9英里)。這也是太陽在坍縮成黑洞之前需要被壓縮到的大小。
　　「我們現在從耀斑中得到的質量數據與之前從數千恆星軌道的引力半徑中計算得到的值是相一致的。」Diogo Ribeiro在一份聲明中提到﹐他是馬克斯·普朗克地外物理研究所中負責這項研究的理論建模。「這也加強了在銀河系的中心有一個黑洞這樣的說法。」他補充道。
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　　-有研究發現﹐人類拍攝到的第一個黑洞被證實在旋轉。
　　-銀河系vs M87﹕視界望遠鏡拍攝的照片顯示出兩個非常不同的巨型黑洞。
　　-天文學家也許發現了距離地球最近的黑洞。
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　　研究人員們也對發現這些可能包含關於銀河系中心結構形成的測量數據感到很興奮。根據研究人員的說法﹐耀斑軌道的方向暗示了黑洞與距離較遠的恆星盤之間的物理關係。「能看到重複的﹑相似的耀斑運動是很好的﹐」研究人員說﹐「它們共同在空中呈現順時針循環的運動﹔他們都擁有相似的半徑和軌道週期。這簡直太美了！」。
　　研究團隊希望從耀斑中採集到的數據最終可能為科學界提供旋轉黑洞的信息﹐因為關於它的一些事情依然是迷。
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