eht:2017年,我们要去看那个黑洞阴影

好的,我开始重新组织这段话。时间回到2009年,事件视界望远镜EHT就开始盯着M87了。一开始只有夏威夷、智利和西班牙这几台望远镜凑在一起干活,到了2017年队伍一下子扩充到八个站点。那时候拍的东西分辨率特别高,2018年还在找银河系中心人马座A的热点,但因为人马座A体积小、变化快,所以和M87一比就显得像闪电一样快,而M87的动静却慢得像是慢动作。这次疫情让2020年的观测泡汤了,大家只能眼巴巴看着。不过2021年又有希望了,格陵兰和法国的新望远镜也要加入进来,站点数目可能会破十。Sara Issaoun跟我说,这次我们要更近一步去看那个黑洞阴影。2017年4月的那个夜晚,EHT把收集到的微弱射电信号拼成了第一帧图像。现在我们又把2009年到2017年这八年的零散数据都给整合进来了,让同一颗黑洞在时间线上反复露脸。这个画面就是把旧数据和2017年的照片模型合成的:暗盘代表的是事件视界阴影,亮环则是吸积盘反射的光。大家看到的光环像呼吸一样左右摆动,其实是因为物质流在赤道面外高速旋转。哈佛大学的Maciek Wielgus解释说,落到黑洞上的物质流湍急得很,所以光环才会随着时间推移而摆动。也就是说吸积盘里每时每刻都在上演“热斑漂移”,才让光环有了这种明暗相间的“呼吸”节奏。M87的质量有太阳的65亿倍那么大,体积更是人马座A的千余倍。所以它的吸积盘反应特别慢,亮斑可能持续数周甚至数月都不消停。动画里亮斑的漂移说明强磁场把吸积盘撕扯成无数小漩涡,它们合并又消散,给黑洞戴上一顶忽明忽暗的“光环”。以前被束之高阁的那些信号太弱的数据——2009年、2011年、2012年和2013年的数据本来都要被扔掉了。不过现在有了2017年照片的数学模型做“钥匙”,就能把旧数据“翻译”成逐年动画了。这个动图就是把旧照片和新模型合在一起做出来的:暗盘是阴影区域,亮环是吸积盘反射光。光环左右摆动是因为物质流在高速旋转。天文学家把光环一侧更亮的现象叫“正多普勒增强”,靠近我们这边的物质速度快所以辐射变亮;另一侧则相反。合成动画显示亮斑像心跳一样在盘面上游走。哈佛大学Maciek Wielgus说物质流湍急所以光环会摆动。换句话说吸积盘内部时刻有热斑漂移导致明暗变化。EHT从2009年就开始盯M87了,最初只有夏威夷、智利和西班牙三台望远镜协同;2017年一口气增加到八个站点。过去被放弃的2009—2017年数据因为太弱没法单独成像但现在可以和2017年的高精模型结合起来做成动画了。M87质量大所以变化慢像慢动作而人马座A变化快像闪电一样。2020年观测取消后团队寄希望于2021年加入格陵兰和法国新望远镜让站点超过十台还能用更短波长成像。荷兰内梅亨大学Sara Issaoun说这次能更靠近阴影看到更清晰图像当天气配合时或许能分辨出单根喷流或热斑让动图升级为实时直播。总结一下从2017年照片到现在的八年动图EHT用旧数据证明黑洞不是静止的而是动态系统摆动的光环漂移的亮斑都是宇宙乐章下一次对准M87时或许又会有新旋律我们只需等待继续按下连拍快门。