NASA繪制黑洞圖像 高清版NASA繪制黑洞圖像來了 這次終于看清了

還記得不久前轟動一時的新聞嗎?2019年4月10日，人類史上首張黑洞照片發(fā)布，大家爭相傳閱。

這顆被拍攝到的黑洞為M87星系中心的超大質(zhì)量黑洞，它的質(zhì)量是太陽的65億倍，距離地球5500萬光年。

據(jù)報道，這一重大科學(xué)成果由全球多國科研人員歷經(jīng)數(shù)年合作完成，光“沖洗”就花了兩年的時間。并且這張黑洞照片對于全人類來說意義非凡，它不僅將為廣義相對論提供新信息，也有助于了解黑洞噴流的形成過程。

雖然我們都驚嘆于科學(xué)史上的這一壯舉，但同時也略感遺憾：由于分辨率相對較低，圖片模糊不清，我們只能看到一個大致的輪廓，卻無法看清它的真面目。

為此，9月26日NASA發(fā)布了一張由計算機模擬的高分辨率新黑洞可視化圖片。它清晰的描述了環(huán)繞黑洞的物質(zhì)所發(fā)出的光會被黑洞自身質(zhì)量產(chǎn)生的重力彎曲，于黑洞周圍形成光環(huán)。

我們都知道，黑洞是空間密度無限大、時空曲率無限高的天體，連光都無法從其事件視界逃脫，但非專業(yè)人士很少能清晰了解圍繞超大質(zhì)量黑洞內(nèi)部的極端物理現(xiàn)象，NSA的驚艷模擬圖像則為我們提供了這一契機。

這是一個由黑洞本體、光線、吸積盤等組成的系統(tǒng)，各個部分詳細(xì)解釋如下：

(圖片來源：NASA)

最中間黑色的部分，不是黑洞，而只是黑洞的影子(Blackhole Shadow)，約為視界(Event Horizon)的兩倍。

它外邊的一圈細(xì)細(xì)的光線被稱為光子圈(Photon Ring)，是吸積盤影像多次扭曲后形成的一個“光圈”，其中的光線往往會被黑洞扭曲兩次、三次甚至更多次，才會被外界看到，而且因為太靠近黑洞而變得更暗更弱。

整個外圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)的，就是巨大的吸積盤(Accretion Disk)，熱熱的、薄薄的一層，由各種高速旋轉(zhuǎn)、緩慢墜向黑洞的物質(zhì)、氣體組成，因為強烈的碰撞、輻射而變得極為明亮。

吸積盤本來是一個正常的圓盤形狀，但是因為黑洞附近光線高度扭曲，我們看到的吸積盤就變成了圖中的樣子。

上方其實是吸積盤的遠端，黑洞的引力場扭曲了遠端的光線傳播路徑，使之仿佛立了起來而被我們看到。

下方則是吸積盤遠端的底部，同樣是因為光線被黑洞引力場扭曲而成了這個樣子，屬于一種透鏡效應(yīng)，但是因為要從黑洞“下方”繞過，所以看起來比上方更小，也不夠完整。

另外可以看到，吸積盤左側(cè)的圖像比右側(cè)明亮很多，這是因為此處假設(shè)吸積盤逆時針旋轉(zhuǎn)，左側(cè)的物質(zhì)在朝著觀察者的方向高速運動，由于多普勒效應(yīng)而變得明亮，右側(cè)遠去的則變得黯淡。

相比之前的黑洞圖像，這次NASA給出堪稱高清版的，是不是看清了更多細(xì)節(jié)？