科學家預言銀河黑洞模樣：彎曲亮弧似新月

　　根據今年1月份的一項研究，這種亮弧狀圖像是和半人馬A*天體的觀測數據吻合度最好的模型，它被認為是銀河系核心超大質量黑洞的所在位置。

　　北京時間1月22日消息，據美國太空網報道，天文學家們認為在我們銀河系的中央隱匿著一個巨型黑洞，然而迄今我們卻從未能獲得這個黑洞的直接觀測圖像。在不久的將來我們即將擁有可以對這個黑洞進行直接成像的技術，而在此之前，科學家們近日對于我們屆時進行這種觀測時可能將會目睹的情景進行了預測。

　　根據預測結果，科學家們認為當我們實際對其開展首次觀測時，我們所獲得的圖像可能會是一個類似新月狀的亮弧形，而不是此前其他預測中認為的那樣是斑斑點點的。

　　科學家們之所以開展這樣的預測，實際上這是作為他們開展未來實際拍攝圖像解譯準備工作的一部分。目前用于進行這項觀測的設備正在建設之中。

　　加州大學伯克利分校學生艾曼·坎姆拉丁(Ayman Bin Kamruddin)上周在加州長灘舉行的美國天文學會第221次會議上做了相關研究的海報展示。他說：“沒有人曾經拍攝到黑洞的圖像。它們在夜空中太渺小了。現在我們僅僅是獲得了更多的相關細節，但是我們還沒有得到圖像。”

　　在這里必須向讀者澄清一點：黑洞是看不到的，這是毫無疑問的，因為即便是光也會由于黑洞的強大引力而被束縛，無法逃離。然而，黑洞的邊界，也就是物體一旦跨越便無法逃離的范圍邊界線——即所謂的“視界”，則是可以看到的。由于大量物質在這里滑入黑洞的引力陷阱而萬劫不復，由于高速運動和物質之間的劇烈摩擦會產生劇烈輻射，這些輻射可以被從遠處觀測到。

　　坎姆拉丁表示：“黑洞的邊界附近存在很多有趣的物理過程，在這些過程中會有電磁輻射發出。從技術上來說，我們并沒有‘看到’黑洞，我們只是清晰地確定出了它的視界范圍。”

　　而科學家們目前正在構建用于開展這項觀測的工具正是被稱作“視界望遠鏡”的大型聯網觀測陣列。該望遠鏡陣列計劃將全世界各地的多臺大型射電望遠鏡聯網，組合成一臺等效口徑巨大的射電望遠鏡，從而可以分辨出此前無法想象的黑洞視界附近的細節景象。

　　坎姆拉丁的合作研究者，同樣來自加州大學伯克利分校的天文學家杰森·達克斯特(Jason Dexter)表示：“視界望遠鏡是首臺分辨力強大到足以觀察到視界級別細節的觀測設備。我認為，設想在未來5年之內我們就將獲得有關圖像的可能性并不是不可能的。”

　　目前這臺組裝中的視界望遠鏡已經開始獲取一些初步觀測數據，如其針對銀河系中心的半人馬A*就開展了一些觀測工作。半人馬A*是一個位于南天的強烈射電源，一般認為這里便是銀河中心超大質量黑洞的所在地。

　　坎姆拉丁和達克斯特將觀測獲得的數據和不同的物理模型開展比對，結果發現其擬合最佳的情況是一種新月形的圖像，而不是原先普遍認為的是一種所謂“非對稱高斯”的點狀形狀。

　　在這個模型中，最終的新月形形狀是從一個扁平的炸面圈形狀，即所謂“吸積盤”逐漸變化形成的。吸積盤是當大量外部物質在高速旋轉中落向黑洞時在其視界周圍形成的扁平形狀物質盤。從地球上觀察，當塵埃氣體物質圍繞黑洞高速轉動，這個吸積盤的一側的物質作向著地球視線方向的運動，此時由于多普勒效應，這一部分的吸積盤看上去會顯得亮一些;而另一側由于物質作原理視線方向運動，這一部分會顯得相對暗弱一些。

　　在這個新月形圖案的中央部位還有一個黑色區域，即所謂“黑洞陰影”，這代表的是黑洞本身，它是一個密度幾乎無限大的，引力驚人的奇異區域。坎姆拉丁表示：“這一區域確實會發生極其嚴重的光線彎曲，這是廣義相對論和此處超強引力場作用的結果。”

　　這一結果顯示新月形模型和實際觀測數據吻合度最佳，這項結果將幫助研究人員區分現有各種相關的物理模型中哪些是正確的，可以采納，而哪些則是錯誤的，需要舍棄。最終，天文學家們希望運用視界望遠鏡設備來獲得半人馬A*的清晰圖像，以便估算銀河系中心這個龐然大物的精確質量值。

　　坎姆拉丁表示：“僅僅獲取圖像這一任務本身便將是讓人絞盡腦汁的。它將為我們提供有關黑洞視界的直接證據，人們進行了預測，但是從來都不曾有實際觀測圖像予以證實。因此實際拍攝到它的影像將會幫助淘汰一些不合理的物理模型。”