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首个黑洞延时短片是怎样回事?怎样了解里边的黑洞动图印象?

视界面望远镜协作安排发布了一组视频,网上许多媒体转发了视频或动图,声称是首个黑洞延时短片。我最早从网上看到的是下面这个动态图:

很显着这是人类拍照到的首个黑洞——M87星系中心黑洞。其时的榜首感觉便是:什么鬼?M87星系中心黑洞怎样可能是这样的……

不过昨日真实抽不出时刻去了解这件事,在网上都是转发这个视频的,很难找到解读这个视频的。今日我抽暇找了关于这个黑洞延时视频相关的论文材料,9月23日发表于美国地理学会旗下的《天体物理学》杂志上名为《视界面望远镜检测到的M87中心黑洞在2009年-2017年的形状》的文章看了一下。关于我这种英语渣,啃论文真实费劲,有些当地了解不透彻乃至了解过错的敬请见谅……

其实要说这是首个黑洞延时视频我是有点置疑的,因为其真实2017年4月拍照,2019年发布的人类首张黑洞相片时就有多张不同时刻拍照的不同姿态的黑洞实拍图片,每年四月份,两个黑洞都有10天左右的观测窗口期,而依据其时发布会说的它的吸积盘大约两天就绕黑洞旋转一周,这样10天调查期差不多能够看到它转4-5圈了。

而在其时发布的黑洞图片里,其实就现已有不同时刻的黑洞图片,如下图便是其时的论文里顺便的图片,包含了2017年4月5、6、10、11日四天的黑洞图片。图片上现已能显着看出每天盘状结构都不相同。

而视界面望远镜记载的数据是接连的,并不是一天只拍到一张,所以其实要做视频,其时就能做了,不过我不记得其时有没有看到过实拍图制造的视频,印象中如同有……

无论如何,依据其时拍照的图片,现已能够确认,那个亮堂的吸积盘是在改变中的。咱们知道,这个吸积盘是在改变的,5日跟11日的亮堂部分显着不同,5日是,有一个亮区跑到左面去了,所以能够确认,吸积盘自身的亮度是不均匀的。那么上面那个动图正常吗?不正常!

在实拍的黑洞图片里,吸积盘的绕转平面并不是笔直于咱们的,而是存在必定的夹角,印象中如同是大约17°。正因这一点点的歪斜视点,导致它在绕转进程中会发生多普勒效应,向接近咱们方向转的一侧吸积盘要比远离咱们方向转的吸积盘要更亮堂一些。咱们看到的黑洞相片什么暗下面亮便是这个原因引起的。

所以我的猜想是榜首张图是依照吸积盘彻底笔直于咱们制造的,也便是自转轴指向咱们时咱们所看到的姿态。这个图里并不反映多普勒效应发生的亮度改变,而只是反映吸积盘自身的亮度改变。

那么就没有实拍的视角的视频吗?当然有,便是我看到的第二个动图:

这个动图便是依照实拍的视点制造的黑洞吸积盘亮度改变的延时视频,动图后边那条灰色的指针指向的是吸积盘最亮的部分,它有时是 指向上方,但大部分时刻,它都指向下方,标明多普勒效应对吸积盘亮度的影响仍是占绝对优势。下面咱们来解读一下这个视频。

这个视频是依据视界面望远镜阵列的前身,超长基线干与望远镜在相同时刻周期内拍照的印象模仿的。不过因为其时的超长基线的长度有限,并不足以对黑洞吸积盘中心的暗影部分成像,因而论文作者团队只能依据其光学改变用几许办法对其复原。

首要给定了黑洞的自转轴方向,作者假定其等于黑洞喷流方向,而吸积盘盘面是与黑洞喷流笔直的,因而黑洞吸积盘彻底笔直于黑洞自转轴。而M87中心黑洞的吸积盘是逆时针旋转的,因而就能够得到下图:

箭头方向是自转轴方向即喷流方向,右边箭头是指向咱们的喷流方向,因而其下方便是转向咱们的吸积盘,比较亮堂,其上方则为远离咱们的吸积盘,比较昏暗。蓝色虚线指向的是理论上因为多普勒效应而最亮堂的部分。

但实践上因为吸积盘自身亮度的不均匀性,望远镜记载到下面的画面:

咱们看后边两列吧,即MODEL1和MODEL2,前面两列我没看懂……

MODEL1是4月6日的,MODEL2是4月11日的,跟前面那个图相同,蓝色虚线是指向理论上最亮的方向,而灰色线则指向实践拍照到最亮的方向,从图中能够看到,两者全都不相同,特别是2012年4月6日,最亮部分跑到后边去了,也便是跑到原理咱们的方向去了……

现在现已很难判别其时发生了什么事,是不是有颗恒星被吸进了吸积盘?只要往常的亮度改变,一般以为可能是吸积盘上超强的磁场扰动吸积盘上的等离子体引起密度改变并发生耀斑引起的。

总的来说,这个黑洞延时视频是经过数据模仿了多年来M87中心黑洞吸积盘的改变状况,并非反映平常黑洞的旋转状况,用“黑洞延时短片”这个称号如同不太适宜。

好了,今日的解读就到此为止了,更多最新解读,欢迎点击重视。

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