黑洞：第一张黑洞图像中隐藏的“环中环” |物理|阿尔伯特·爱因斯坦|

【黑洞：第一张黑洞图像中隐藏的“环中环”】

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受黑洞强大的引力场影响，其周围明亮物质的影像上会投下阴影。
2019年4月，视界望远镜（简称EHT）的研究团队公布了第一张黑洞图像。据美国“优睿科”网站3月18日消息称，一个包括观测天文学家、理论物理学家和天体物理学家在内的研究团队日前在《科学进展》杂志发文公布了有关此图的最新数据运算实验结果：在光被极端引力扭曲后生成的黑洞图像中，存在一个错综复杂的子结构。
美国哈佛—史密森天体物理中心（简称CfA）研究员Michael Johnson介绍道：“在这个黑洞图像中，实际上还包含着一系列嵌套的环形结构。尽管每一个连续的光环都具有大致相同的直径，但是越靠外的光环，轮廓越分明。其原因在于，光环越靠外，光在到达观测者之前绕黑洞旋转的次数就更多。 ”就目前已获得的这些EHT图像而言，其中包含了任何黑洞图像都应展现出的全部复杂特征，而现在我们仅仅是惊鸿一瞥而已。
黑洞会捕获任何穿过其视界的光子，从而在周围明亮的炽热气态发射物上投下阴影。环绕这个阴影的是一个由光子构成的“光子环” 。这个由黑洞附近极强引力聚集形成的光环，携带着黑洞的“指纹”——其大小和形状隐藏着关于黑洞质量和旋转参数的“编码” 。在EHT图像的辅助下，黑洞研究人员便有了探索这些非凡天体的新工具。
美国高等研究院（简称IAS）研究员Daniel Kapec解释道：“这个时代让从事黑洞物理学研究的我们非常兴奋。虽然爱因斯坦的广义相对论早就做出过惊人的预测，但受限于科技的发展，很多现象我们时至今日才观测到。我认为，未来几年这个领域会取得很多进展。作为一名理论学家，我认为理论和实验之间的快速融合特别具有价值。我希望，随着实验精细化程度的提高，我们能继续分离出广义相对论中更具普遍的预测结果，并对其进行观测。 ”
美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（简称UIUC）物理系研究生George Wong评价道：“将来自不同领域的专家聚集在一起，让我们能够将对光子环的理论认识与实际观测的可能结果真正地联系起来。 ”
研究人员表示，黑洞的图像中子结构的发现将为观察黑洞创造出新的可能性。 Johnson补充道：“真正让我们惊讶的是，虽然几乎无法用肉眼观察嵌套的子结构图像，但它们却能在干涉仪望远镜阵列上呈现出强烈而清晰的信号。通常捕捉黑洞图像需要许多分布式望远镜，然而对于研究这些子结构，只需要使用两台相距很远的望远镜。就目前来说，在EHT上再增加一台太空望远镜即可。 ”
编译：朱明逸审稿：阿淼责编：雷鑫宇
期刊来源：《科学进展》
期刊编号： 2375-2548
原文链接： https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-03/ifas-bht031820.php
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