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标 题[摘录]黑洞不再能隐匿一辈子
发信站铭传筑梦别境 (Sat Oct 8 16:13:56 2005)
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黑洞强大的引力,使轻如光也逃不出它的范围。但这不意味不能旁敲侧击。
物质在黑洞周围堆叠而生热,发出大量的辐射,更好的观测仪器与技术,将
容许天文学家来到银河中心的巨大黑洞联结各大陆间的次毫米波阵列,将映照
出由黑洞边缘物质所产生的影子。
常识告诉我们无法窥见黑洞,因为连光都无法逃脱它的引力;幸运的是,黑洞
并非完全漆黑一片。当物质被黑洞吸引坠入时,受到重力作用,物质会加热而
产生辐射,就是这个辐射照亮了黑洞的身影,科学家可以刻画它的轮廓。
过去数年里,天文学家相信他们能够侦测到位於银河系中心黑洞的边缘;事实
上,他们已经观测到来自位於黑洞外围的热点源所发出的热辐射。尽管目前的
科学技术还无法完全深入清楚地掌握黑洞,哈佛史密松恩天文物理中心(Harv
-ard-Smithsonian Center for Astrophysics)的理论科学家Avery Broderick
与 Avi Loeb已经发展了一组模型,预测当观察这个黑怪物的深喉咙时,可能看
到些什麽景象。
Broderick说,能够一路看到远在25000光年之外、银河系中心直径千万英哩的黑
洞,将是件了不起的事。所需要做的事,就是联结横跨各大陆的次毫米波望远镜
,组成个具有像地球一般大口径的阵列。这个称之为干涉仪的技术,已经在长电
波波段用来研究宇宙中的辐射;在短波段的次毫米波,天文学家将可以经由它取
得黑洞边缘高解析度的影像。黑洞天文学的圣杯就在我们的怀抱里,我们将能看
见黑洞的影子,由黑洞周遭投射的物质来推算黑洞的尺寸及转动情形。
利用现有的仪器设备和即将而来的红外干涉观测技术,同样提供了解析度好过1
毫角秒(milli-arcsecond),令人惊异的银河核心的细部影像。Lincoln Gree
-nhill补充说道,要解决获取高解析度观测的课题,我们需要次毫米波与红外光
的观测所提供的互补功效,这是取得银河中心完整影像唯一途径。
银河系中心是黑洞干涉仪观测的最佳目标,因为它是天空中幅圆最宽的黑洞,尽
管如此,要进行解析度达数十微角秒(micro-arcseconds)的观测,仍然是一项
挑战。这个解析度的要求比哈伯望远镜提供的可见光影像还要高10000倍。Loeb指
出,天文学家所获得黑洞阴影与其内吸积盘的第一幅影像,一定被写入教科书,
它同时也检验我们对高度弯曲的时空区域里重力的观念,最终,我们希望检验爱
因斯坦广义相对论在像黑洞这样强重力场下的极限。
为了准备这样的观测大跃进,Broderick 与Loeb 研发了一组电脑程式来模拟这个
景象:从银河中心黑洞来的辐射,可能因为物质团块遭到吞噬而产生的振动变化。
研究人员模拟这些热的气体物质团块,预测了接近外层的风貌,他们也总合了从热
点全部的辐射,模拟以现有观测技术作低解析度观测的可能性。正准备出炉的新观
测结果显示与Broderick and Loeb 的推测一致。
当前的观测还只能扫瞄一小段时间区域;作持续性监测,天文学家方能收集许多爆
发的样本,从而研究黑洞的物理本质。
相关论文即将刊载在皇家天文学会月讯(Monthly Notices of the Royal Astronom
-ical Society)、天文物里通讯(The Astrophysical Journal Letters),网路线
上版请参考
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0506433、
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0508386、
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0509237。
参考资料:
http://www.universetoday.com/am/publish/black_holes_arent_black.html?3102005,
2005.10.03
* 转载自台北天文馆
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