天文學家發現了銀河系黑洞邊緣的一些軌道

天文學家在銀河系中心的超大質量黑洞的最內圈軌道外發現了一些軌道。​

天文學家發現了銀河系黑洞邊緣的一些軌道

科學家們第一次發現了一些東西在我們銀河系核心的黑洞周圍搖擺不定。他們的測量結果表明,這種東西 - 可能是由等離子體組成的 - 在離物理定律允許的最內軌道不遠處旋轉。如果是這樣的話,這將為天文學家提供他們最接近的外觀,而不是圍繞黑洞的遊樂園鏡像時空。隨著時間的推移,額外的觀察將表明這些已知的物理定律是否真實地描述了在時空破裂的邊緣發生了什麼。

天文學家已經知道銀河系有一箇中心黑洞,重達四百萬個太陽。從地球來看,這個黑洞在射手座中是一個密集的小東西,它在天空中看起來與草莓種子一樣大。但星際氣體在旋入黑洞時會發出光芒,在天文圖像中用一個微弱的紅外光標記銀河系的黑暗心臟。

15年來,研究人員一直在關注這一點 - 並且想知道為什麼。偶爾它會在紅外光下閃耀30倍然後消退,所有這一切都在短短几分鐘內完成。不過,現在,位於德國加興的馬克斯普朗克外星物理研究所的一個團隊不僅測量了這個斑點的亮度,而且測量了它的位置,精確度非常高。他們發現,當它發出耀斑時,它也會在天空中順時針移動,描繪出一個小圓圈。

天文學家發現了銀河系黑洞邊緣的一些軌道

​但該團隊爭辯說,一個特別的解釋突出。這種擺動可能來自熱點,磁性加熱等離子體發光的斑點在黑洞的張開的魚肚上方以幾乎三分之一的速度繞著軌道運行。當這些熱點圈出來時,黑洞巨大的引力將時空本身扭曲成像鏡頭一樣的東西,一個像宇宙探照燈一樣閃爍穿過宇宙的信標。這將解釋為什麼黑洞似乎會爆發。

如果這些旋轉耀斑是由Broderick和Loeb想象的熱點引起的,那麼額外的耀斑將有助於揭示黑洞的旋轉,它是旋轉的一種衡量標準。它還可以提供一種新方法,在黑洞口的彎曲時空中捅出並激發愛因斯坦的廣義相對論。

天文學家發現了銀河系黑洞邊緣的一些軌道

來自智利Cerro Paranal的超大望遠鏡陣列的四個望遠鏡的光可以組合起來,實際上是一個巨大的望遠鏡。

重力梁

自20世紀90年代以來,Ghez在加州大學洛杉磯分校和歐洲團隊的團隊,由德國Garching的馬克斯普朗克外星物理研究所的Reinhard Genzel領導,使用了更加尖銳的技術來解決銀河系中心周圍的恆星軌道。今年夏天早些時候,Genzel的團隊公佈了一個關於廣義相對論如何影響現在靠近黑洞的恆星光線的測量結果; 目前正在審查Ghez團隊的類似論文。這是一個非凡的時刻,就這些實驗開始探測重力如何在超大質量黑洞附近工作的能力而言。

但自去年以來,歐洲團隊擁有一個獨特的工具 - 四個巨型望遠鏡在一個名為GRAVITY的項目中共同工作的力量。在一個典型的夜晚,歐洲南方天文臺在Cerro Paranal的四個8米望遠鏡俯瞰智利的阿塔卡馬沙漠,在天空的不同方向上徘徊。GRAVITY使用一種稱為干涉測量的技術將它們結合在一起,該技術結合了多個望遠鏡的觀測結果,產生的人工圖像只能是一個巨大的真實望遠鏡。

要做到這一點,紅外波長 - 接近人眼可以感知的 - 需要實時混合光線,以避免丟失關鍵信息。所以在7月22日,當射手座A *發出光線時,每個望遠鏡收集的光線都穿過Rube Goldberg式的鏡子和光纖電纜,這些光線和光纖電纜的軌道總長度不超過1/1000,頭髮的寬度。然後,在3噸光學技術的冷凍工具箱內,這些光波混合在一起,它們的峰和谷結合並取消,產生不可能的脆性位置測量。

天文學家發現了銀河系黑洞邊緣的一些軌道

閱讀地平線

考慮去黑洞旅行。熱門話題說,當你接近時,你有最後一次機會回頭 - 標誌著黑洞邊緣的事件視界。但是,在天體物理學家稱之為最內部穩定的圓形軌道(ISCO)的過程中,重新考慮您的方法可能是更好的地方。銀河系中心黑洞周圍的熱點似乎在這個邊界外稍微繞軌道運行。

存在這樣一個軌道是牛頓和愛因斯坦引力理論之間的關鍵區別。在牛頓引力中,只要您不斷提高速度,就可以根據需要繞物體運行。但在愛因斯坦看來,旋轉能量會引發更多的引力。在某個距離,走得更快只會加速你的摔倒。如果黑洞是事物消失的地方,這個最裡面的圓形軌道就像水槽一樣。


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