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人类的首张黑洞照片为什么不是银河系中心黑洞,而是遥远的M87

黑洞是宇宙中广泛存在着的一种天体,黑洞最早是根据爱因斯坦的广义相对论推导而出的一种理论天体,所以虽然黑洞的存在已经被广泛认可,但仍有人对于黑洞存在的真实性表示怀疑,直到第一张黑洞的照片问世,人类才切实领略到了黑洞之美。

在宇宙中,每一个庞大星系的中心都有着一个黑洞,黑洞对于整个星系的最初形成具有着举足轻重的作用。在宇宙之中,没有任何天体能够像黑洞这样有能力将大量的星系物质凝聚在一起,而形成最初的星系。而我们银河系的中心自然也有一个黑洞,那就是人马座a*。

人马座a*是我们所在的银河系的中心黑洞,自然也就是距离地球最近的黑洞,人马座a*与地球的距离大概为2.6万光年。

但是人类的首张黑洞照片并不是来自人马座a*,而是远在5500万光年以外的M87。

那么,我们为什么要舍近求远,放着2.6万光年外的人马座a*不拍,非要去拍如此遥远的M87呢?要解开这个疑问,我们先要弄清楚这两个黑洞的区别。首先,是位置关系,人马座a*是银河系的中心黑洞,而我们所处的太阳系就在银河系之中,在地球与人马座a*存在着大量的星系物质,特别是在靠近人马座a*的地方,宇宙物质会更加稠密。

恒星的干扰、宇宙尘埃的阻挡都会增加拍摄难度。其次,个头大小。

人马座a*和M87在质量上存在着较大的差别。

与太阳相比较,人马座a*的质量可以达到太阳的400多万倍,而M87的质量至少在太阳的65亿倍以上,如此换算一下,也就是说M87的质量是人马座a*的1500倍以上,可见和M87相比,人马座a*可要轻多了。不过,无论是二者的位置关系,还是质量的大小,都不是此次拍摄选择M87的主要因素。那么到底是什么原因让科学家们选择了M87呢?我们要从拍摄本身出发,弄清黑洞为什么能够被拍到。

黑洞本身是无法被拍摄到的,因为黑洞强大的引力会使得所有物质都被牢牢吸入黑洞内部,就连光也不例外,光无法逃逸而出,所以黑洞也就是漆黑一片,无法被看到,更不可能被拍摄到。

那么我们拍摄的黑洞照片到底是什么呢?我们之所以能够拍摄到黑洞的照片,是因为黑洞的吸积盘。黑洞的引力极为强大,所以所有物质在进入黑洞之前都会被黑洞强大的引力牵扯撕碎成为粒子,这些粒子会在黑洞周围高速运动,相互碰撞,在这一过程中,大量的能量被释放,所以就在黑洞的周围出现了一个发光的圆盘,也就是吸积盘。

因为吸积盘的存在,我们可以观测并拍摄到黑洞。

从吸积盘的形成过程我们可以知道,吸积盘的亮度取决于黑洞吞噬物质的速度,黑洞吞噬的物质越多、速度越快,吸积盘就越亮,相应的也就越容易拍摄。

而人马座a*的吞噬能力目前要远逊于M87。还是以太阳为例,以目前的吞噬速度来看,人马座a*要吞噬掉一个太阳,需要大概1000年左右的时间,而M87只需要10年就可以完成,如此大量的吞噬物质,让M87的吸积盘看起来极度明亮,所以也更容易被我们拍摄下来,这就是科学家们选择M87的主要原因。

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