时至今日,相信很少有人会对M87 *黑洞感到陌生,因为,有史以来人类拍摄到的首张黑洞图片,就是这个坐落M87星系中心的超大质量黑洞。假使世界天体也能像我们人类社会中的明星一样C位出道,那么,M87 *黑洞就满足一切条件、并已大有威望。而在科学家们的最新研讨中,这个名声在外的黑洞所发射出的物质射流,居然能够挨近、甚至超越光速。那么,X射线下的M87 *黑洞射流,为什么能打破物理规律超光速运动?
来自哈勃望远镜的可见光,以及来自大阵列望远镜的射电图像
检测M87 *黑洞喷出射流的超光速运动
间隔上一次事件视界望远镜(Event Horizon)拍摄到M87 *黑洞图画,已过去了近9个月时刻,而我们的年历也从2019过渡到了2020年。很长时刻以来,科学家们一直尝试着在不同波长下对M87 *黑洞射流进行观测,这其中就包括了之前在可见光、红外光以及无线电情况下捕获的M87 *黑洞射流图画,以及本次有异常新发现的X射线电磁波(能量大且波长极短)。
而M87 *黑洞射流此次观测到的异常运动速度,即:该超大质量黑洞喷出射流中的大部分,竟然都以跟光速适当的速度运动着(大约99%),这也是地理科学家们第一次通过钱德拉X射线(Chandra)观测所得到的数据结果。简而言之,X射线电磁波记录下了M87 *黑洞射流的极点运动速度。
钱德拉X射线捕获到M87 *黑洞射流拥有光速值99%以上的移动速度
许多对黑洞有误解的人都认为,黑洞会将周围的一切物质都吸入自己的内部,但事实上却并非如此。比方,那些围绕着吸积盘做旋转运动的物质,就并不会被一同被吸入黑洞之中。那些没有被黑洞吸入的大部分物质,都会再次被轮回到宇宙空间中。而这些遵从磁场线的射流,其实就是那些以射束、或射流方式喷出的物质。
因为这些射流的回来太空之旅也并非一往无前,所以,才形成了科学家们观测到的团块状结构。事实上,科学家们已经对这些团块的运动跟踪了数年时间,尤其是其间与超大质量黑洞别离相距2500光年和900光年左右的两个团块。而钱德拉X射线所观测到的超光速运动便来自于此,两个节点的移动速度别离达到了光速的6.3倍和2.4倍。但这样的数据成果明显是“不可能的”,因为理论上应该没有什么能够超越光速。
M87 *黑洞射流真的打破了物理定律?
然而,随之而来的问题就是:按道理来说,这个世界上应该不存在比光速更快的速度。众所周知,没有任何物体的运动可以逾越光速,这就是物理学中不可能被打破的定律之一。那么,这就意味着M87 *黑洞射流还存在着其他复杂的问题,也就是所谓的“超光速运动”的实质是哪些原因引起的。关于超光速运动,我们可以用更简略易懂的语言来描绘它。
之所以我们会观察到“超光速运动”,本质上是其在我们视线中的移动速度接近光速。
首要,目标物体相对于咱们调查视线的移动途径,以及其移动的实在速度都是超光速运动的两个重要方面。之所以咱们会感觉某种物体的移动速度超越了光速,主要是由于该物质射流的传播速度特别接近光速。虽然来自M87 *黑洞的射流简直对准了咱们的视线,给研究人员呈现了一种不可能存在的移动速度,但本质上不过是其途径和速度带给咱们的错觉算了。
当然了,在进行此项研讨之前,科学家们就曾调查到过这样的射流移动速度,但区别就在于这一次是在X射线下观测到的运动情况。或许许多对电磁波并不了解的人会认为,这一调查结果与以往并没有什么不同,但事实上这很可能意味着该移动速度是冲击波,而不是射流中团块本身的移动速度。与此同时,从M87 *黑洞喷出的射流,在环绕磁场运动的时分呈现出螺旋形状,这关于解开之所以研讨人员会调查到如此快的移动速度也有所帮助。
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