为什么科学家不去拍离地球最近的人马座A*黑洞,而去拍更远的M87黑洞?

地理那些事


人马座A*是最接近地球的超大质量黑洞,它就在我们星系的中心,相距大约2.6万光年。然而,第一张黑洞照片却不是来自人马座A*,而是来自5400万光年之外的M87*超大质量黑洞。那么,为什么不拍摄更近的人马座A*呢?

关于原因,主要有以下三个:

首先,M87*远大于人马座A*,前者的质量和视界直径可达后者的1500倍,M87*在超大质量黑洞的行列中算得上相当庞大。虽然M87*的距离更远,但它足够大,使其并不显小。通过计算可知,人马座A*的视界视直径大约为M87*的1.2倍,所以从大小上来看,拍摄这两个黑洞不会有什么区别。

第二个原因,M87*要比人马座A*活跃得多。M87*正在大量吞噬气体云,每天吞噬掉的质量相当于地球的90倍,每十年吞噬掉的质量相当于一个太阳。因此,M87*周围会形成一个巨大的发光吸积盘。本身不会发光的黑洞是无法直接拍摄到的,只能通过吸积盘来衬托出黑洞的存在,所以拥有巨大发光吸积盘的M87*更容易被拍摄到。

第三个原因,在太阳系和银心之间的星际空间中存在着大量的气体和尘埃,它们会阻挡人马座A*的吸积盘所发出的电磁波,从而对成像造成严重的干扰。而M87星系是一个椭圆星系,这种星系都有一个共同特征,那就是它们包含的气体和尘埃相对较少,大多数气体云早已在此前形成恒星的过程中消耗掉。并且M87星系并非处在银心方向,而是位于室女座方向,所以银河系中的星际尘埃对其阻挡也相对较少。因此,M87星系中的黑洞更容被观测到。

总结一下,与人马座A*相比,M87*的视界视直径并不小,它的吸积盘相对较大,并且受到星际尘埃的干扰较少,所以更理想的拍摄目标是M87*,而不是离我们更近的人马座A*。


火星一号


人类历史上关于黑洞的第1张真实照片已经于昨天公布于众,它是距离我们5500万光年之外的m87星系的中心黑洞的景象,那么科学家们为什么选择距离我们如此遥远的一个黑洞作为拍摄对象,却不选择距离我们只有2.6万光年的银河系中心黑洞人马座a*来拍摄呢?




人马座a*是银河系中的最大黑洞,质量约为太阳的431万倍,距离也比m87星系中心黑洞进的多,如果选择它来拍摄照片的话,应该要比m87星系中心黑洞更清晰更逼真吧!但是科学家们为什么没有选择人马座a*却选择了m87中心黑洞呢?

可能有的朋友认为是因为观测人马座a*黑洞会受到各种干扰,因为银心那里的恒星非常多,发出的大量电磁波辐射会给射电望远镜造成不良影响,而且也有不少恒星和星云等天体会阻挡人马座a*的观测,所以人马座a就不容易被拍到了。



其实这种理由非常牵强,因为m87星系的中心黑洞也有着一样的问题,而且这个星系是一个椭球状星系,体积是银河系的上百倍,厚度要比银河系厚得多,所以相比较我们银河系而言,这个星系更不容易被观测到其最中心的事物,因为阻挡观测的恒星和星云会更多。


那么是什么原因让科学家们选择了遥远的m87星系中心黑洞拍摄,却放弃了银河系中心黑洞人马座a*呢?其实最主要的原因还是两者对周围物质的吸取作用强弱决定的。

我们再看m87星系中心黑洞的照片,其中心阴影部分就是黑洞所在的地方,但是那一片区域是因为其周围存在着明亮的火红色吸积盘才显现出来的,如果周围没有那个吸积盘,我们将无法判断那个黑洞的存在,也更不可能拍摄到它存在的照片了。



因此,科学家们之所以能拍摄到并公布出m87星系中心黑洞的照片,并非是这个黑洞的质量和体积更为巨大(质量为太阳的64亿倍,体积为太阳的万亿倍以上,密度较低),而是因为这个黑洞周围有着足够强足够亮的吸积盘,而在这个吸积盘的映衬之下,我们就能看到m87星系中心黑洞的存在了,所以可以拍摄出这个黑洞的照片。


但是银河系中心黑洞就没有这样的条件,虽然它的质量也很大,但是它周围并没有足够亮的吸积盘,甚至可以说都没有吸积盘存在,科学家们预估银河系中心黑洞每1000年才会吸收一个太阳的质量,所以银河系中心黑洞周围形成吸积盘的时刻并不易把握,那么在其周围没有吸积盘的时候,我们是无法看到这个黑洞的存在的,更别说给它拍照片了。但是m87星系中心黑洞就不是这样,它对于周围物质的吸收能力非常强,可以说比银河系中心黑洞人马座a*强得多,所以它的周围存在明亮的吸积盘。


所以,人马座a*黑洞虽然距离我们更近一些,但是由于并不具备拍摄照片的条件,但是m87星系中心黑洞虽然距离遥远,却具备拍摄照片的条件,因此我们看到的第1张黑洞照片就是M87星系中心黑洞了。


人类的方向


人马座A*黑洞的确距离我们更近一些,大约2.6万光年,而M87星系的黑洞距离我们5300多万光年,如此遥远的黑洞也很庞大,达到65亿倍太阳质量。

人马座A*黑洞虽然距离我们更近,但是在银河系中,我们观测人马座A*黑洞会受到各种干扰,导致观测上存在障碍。但M87星系中的黑洞就没有这个问题,虽然距离我们更远,但这个黑洞质量也更大,相比较而言,M87星系的黑洞距离更远,其实更难以观测。

但由于人马座A*黑洞存在银河系内天体物质遮挡问题,所以从这个角度看,其实人马座A*黑洞更难以观测一些。

但从距离上看,人马座A*黑洞的优势是很明显的,毕竟更近。人马座A*黑洞的阴影直径大约是太阳直径的30倍,如果能够排除干扰,那么还是可以观测到的。


太空伊卡洛斯


这问题有意思,实际上我们拍过距离地球更近的人马座A*的,这在昨天的发布会上科学家也稍微提到了一下,而且我们不只拍摄m87和银河系的,EHT(视界事件望远镜)的主要目标其实有6个的。

但是,为什么公布图片只有m87的呢?数据没处理出来呗。

看看光搞m87这个,产生的数据(1TB=1024GB)都靠人肉了,实际上据华盛顿那边的发布会科学家说,是用飞机运送数据的,没有那么大的“数据线”传输,只能这样,并且华盛顿发布会的科学家也承诺,后续还会有新的图像出来。

其实早在几年前,科学家就用计算机根据很多观测证据模拟了一次人马座A*的真容,就下图这样。


和m87确实不太一样,尽管都有光环,但下面这个真的更像是拍的,而不是模拟出来的。

另外,银河系中心的这个大boss,本身就和我们一个平面,这意味着我们观测它要透过2.5万光年的尘埃去观测它,越往中心看,受到的其他辐射干扰越大,难度不亚于看5500万光年之外的m87。


挡不住的熵增


黑洞照片就这样看完了?专家:别急!银河系中心那张还在“冲洗”

搜上面的标题可以看到还在冲洗相关新闻

2017年两个都拍了,不过超级计算机算起来比较费时间,花了两年才洗出这次发布的M87中心黑洞,银河系中心的黑洞照片还在算,过段时间也会发布的,拍摄选择的特定波长完全可以穿过尘埃,也能拍摄到银河系中心,不存在遮挡问题。

黑洞的视觉大小就是全黑的部分大小取决于史瓦西半径,和质量成正比,M87黑洞质量65亿倍太阳,银河系中心黑洞人马座A*约430万倍太阳质量,两者相差约1500倍,距离上,M87是5500万光年,银河系中心是2.5万光年,2200倍,也就是相对于银河系中心黑洞的视觉大小,M87黑洞是半径1500倍大小的一个东西放在2200倍远的距离上,其实看起来还会略微小一点,先算这个是考虑到角度问题,这个斜对着我们,更容易看到黑色部分,银河系中心黑洞的吸积盘大概率和银河系盘面一致,从我们的角度看过去很可能发亮的吸积盘把黑色部分遮挡了,拍的照片会不太明显,不适合作为第一张黑洞照片发布,不利于问题的定性,作为后续的补充和对比更好。



微析


中国的吴承恩、蒲松龄整了个孙悟空和聊斋系列故事,外国人看了眼红,就干脆整个黑洞出来,以压倒性优势赢中国的孙悟空和聊斋人物。

农民是个文盲,所以想问:望远镜的观测视距是不是以光的速度向前推进?若是,已发现5000万光年远的黑洞,说明在1亿年前就必须开始观测,因为拍照后,又须以光的速度回传到地球,还得5000万光年!

1亿年前有人类吗?1亿年前有望远镜吗?


万县农民


当你在凝视深渊的时候,深渊也在凝视着你!万一引起那位黑洞大佬的注意,然后跑过来把银河系吞了怎么办,所以要先找最远的,即使它想吞,那也得足够的时间!



煮茶煮酒煮时光180


简单来说,黑洞就是一个旋涡的中心,星系都是绕着这个旋涡在运转。最后会被吸入旋涡被喷发到另一个宇宙空间。


企鹅百事可乐2012


这个问题在中科院上海天文台黑洞发布会上已经解释了,其实银河中心的黑洞和M87黑洞都拍了照片,是因为虽然银心的黑洞视角大于M87,但是银心黑洞的外围天体等干扰较大,所以没有洗出可用的黑洞照片。尽管M87距离比银心远,视角小,但是黑洞附近天体等干扰小,所以才洗出较清晰的照片。


维度开拓者


银心从我们的角度观测有大量的恒星等天体阻碍,虽然比较近,但干扰很多,无法获得明显的黑洞特征


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