科学家预言银河黑洞模样：弯曲亮弧似新月

根据今年1月的一项研究，这张明亮的弧形图像是与半人马座A*的观测数据最吻合的模型，它被认为是银河系核心超大质量黑洞的位置。

北京时间1月22日，根据美国太空网的一份报告，天文学家认为在我们的星系中心有一个巨大的黑洞，但迄今为止我们从未能获得这个黑洞的直接观测图像。在不久的将来，我们将很快拥有直接成像这个黑洞的技术，在此之前，科学家们最近预测了当我们进行这样的观测时，我们可能会看到什么。

根据预测结果，科学家们认为，当我们第一次实际观察它时，我们得到的图像可能是一个类似于新月的亮弧，而不是像以前在其他预测中认为的那样被发现。

科学家们做出这种预测的原因实际上是为了将来解释实际拍摄的图像做准备。用于这一观察的设备目前正在建造中。

上周，在加州长滩举行的美国天文学会第221届会议上，加州大学伯克利分校的学生艾曼·本·卡姆鲁丁展示了相关研究的海报。他说:“从来没有人拍摄过黑洞的图像。它们在夜空中太小了。现在我们只有更多细节，但还没有图像。”

这里必须向读者澄清一件事:黑洞是看不见的，这是毫无疑问的，因为即使是光也受到黑洞强大引力的束缚，无法逃脱。然而，黑洞的边界，也就是一个物体一旦穿过就无法逃脱的范围的边界，即所谓的“地平线”，是可见的。由于大量物质滑入黑洞的引力陷阱，这是不可逆转的。由于高速运动和物质之间的强烈摩擦，可以产生强烈的辐射，这可以从远处观察到。

卡姆拉丁说:“在黑洞边界附近有许多有趣的物理过程，在这些过程中会发射电磁辐射。从技术上来说，我们没有‘看到’黑洞，我们只是清楚地定义了它的视界。”

科学家们目前正在建造的进行这一观测的工具是一个被称为“地平线望远镜”的大规模网络观测阵列。望远镜阵列计划将世界各地的几个大型射电望远镜连接起来，形成一个等效直径很大的射电望远镜，以便能够分辨黑洞视界附近以前无法想象的细节。

“FOV望远镜是第一台高分辨率的观测设备，足以观测到FOV的细节，”凯恩·姆拉迪恩的合作研究员、加州大学伯克利分校的天文学家杰森·德克斯特说。在我看来，不难想象我们将在未来五年内获得相关图像。"

目前，这台组合式地平望远镜已经开始获得一些初步的观测数据，例如，它已经在银河系中心的半人马座A*上进行了一些观测工作。半人马座A*是位于南半球天空的一个强大的无线电源，通常被认为是银河系中心超大质量黑洞的位置。

Kane Mladin和Daxter将观测数据与不同的物理模型进行了比较。结果表明，最佳拟合条件是新月形图像，而不是最初普遍认为的所谓“非对称高斯”点状图像。

在这个模型中，最终的新月形逐渐从一个扁平的甜甜圈形状转变为所谓的“吸积盘”。吸积盘是一种扁平的物质盘，当大量的外部物质高速旋转时向黑洞下落，在黑洞的视界周围形成。从地球上看，当尘埃和气体物质围绕黑洞高速旋转时，吸积盘一侧的物质向地球视线方向移动。这时，由于多普勒效应，吸积盘的这一部分看起来更亮了。另一方面，由于物质向视线方向运动的原理，这部分会显得相对黑暗和微弱。

在这个新月形图案的中心还有一个黑色区域，即所谓的“黑洞阴影”，它代表了黑洞本身。这是一个奇怪的区域，密度几乎无限，重力惊人。凯恩·姆拉迪恩说:“这个区域确实发生了非常严重的光弯曲，这是广义相对论和这里强大引力场的结果。”

这一结果表明，新月模型与实际观测数据符合得最好。这个结果将有助于研究人员区分现有的各种相关物理模型中哪些是正确的和可接受的，哪些是错误的和需要丢弃的。最后，天文学家希望使用地平线望远镜设备获得一张清晰的半人马A*图像，以估计这个位于星系中心的庞然大物的准确质量。

凯恩·姆拉迪恩说:“光是获取图像的任务就会让人绞尽脑汁。它将为我们提供关于黑洞视界的直接证据，这已经被预测到了，但从未被实际观测图像所证实。因此，其图像的实际拍摄将有助于消除一些不合理的物理模型。”阅读更多关于美国太空网络的信息