銀河系中心不是有黑洞嗎?為什麼還要拍 M87 星系的黑洞呢?

該黑洞位於室女座一個巨橢圓星系 M87 的中心,距離地球 5500 萬光年,質量約為太陽的 65 億倍。它的核心區域存在一個陰影,周圍環繞一個新月狀光環。愛因斯坦廣義相對論被證明在極端條件下仍然成立。


簡單的說,銀河系中心黑洞——Sgr A*的質量太小,黑洞的ISCO(最內穩定圓軌道)的自傳周期在分鐘量級,我記得是大於4分鐘。而EHT要實現更大的uv覆蓋,需要地球自傳,積分時間要以天計算。不經過精細調節,圖像就跟低速攝像機拍高速物體一樣,會完全糊掉。M87*的自轉時間在4天以上,適合觀測!


提供一個估算方式,我們這次看到的是黑洞的一個特殊軌道(下圖的grazing photon sphere.入射光束被黑洞彎曲卻剛好能夠逃離的軌道,這個軌道內部就是黑洞的陰影),或者更具體的說,是光束圍繞黑洞的一個環。半徑是:

[公式]

我們假設有光束繞行這個環,並且光束繞行的速度為c,採用經典的方法(並不是實際情況),那麼光繞行半圈(半個周期)的時間為:

[公式]

,銀河系黑洞的質量是[公式] , 算上去時間是328秒,這是不旋轉黑洞的估算值;如果用旋轉的Kerr 黑洞,時間是303秒左右。這樣算的話,一周的時間是在10分鐘量級。

當然嚴格的時間需要用廣義相對論仔細算了,這裡僅僅提供一個估算方式,比如EHT文章裡面用的是ISCO軌道(半徑 [公式] )算的周期時間在4分鐘到54分鐘之間。

M87 質量大約是 Sgr A*的1千多倍,時間就達到了4天以上,就比較適合觀測了。

除此之外,銀面上的星際介質散射也會影響對Sgr A*觀測。M87處於高銀緯,而且我們相對M87黑洞自傳軸的夾角比較小,所以星系介質影響不大,適合觀測。


轉載一個微博上的回答。來自中科院國家天文台的苟利軍老師@FlyingUniverse (微博賬號)解答科普中國的問題。原鏈接:http://t.cn/E6HOuWt

下面是回答:

M87中心黑洞附近氣體活動比較劇烈,我們之前已經觀測到了它所產生的強烈噴流,相較之下,銀河系黑洞的活動不那麼劇烈。

另外一個很重要的原因是,我們的太陽系處在銀河系的銀盤上,在我們試圖利用視界面望遠鏡探測來自於黑洞周圍的輻射或光子的時候,這些光子會受到傳播路徑上星際氣體的影響——氣體會散射這些光子,將觀測結果模糊化。

而M87是一個包含氣體很少的橢圓星系,受到的氣體干擾相對少很多,科學家們可以比較順利地進行觀測。我們在大氣層之內觀測天體時也會有類似情況,因為大氣擾動的緣故,望遠鏡的解析度有時很難達到理想狀況。消除星際氣體散射的效應是科學家接下來需要克服的一個重要難題。


別的回答好像還沒有說。我沒有查證來源,但是吳學兵老師說,EHT合作組也獲得了銀河系中心超大質量黑洞的射電數據,將於近日公開。

銀河系中心黑洞的是一個很好的射電觀測目標的地方在於,它具有足夠的視直徑,對射電望遠鏡的解析度要求較低。然而,由於銀河系天體分布、塵埃影響等問題(想想人馬座、天蠍座附近那豐富的雲氣),銀心黑洞的遮擋比較嚴重,獲得信號的質量推斷會比較差,會給重建結果帶來很難克服的噪音。

首選室女座中心超大質量黑洞的原因主要是,其視直徑足夠大——和銀河系中心的超大質量黑洞接近,同時由於取向的原因,它沒有我們所在星系的遮擋那樣嚴重,於是效果會好一些。

必須聲明,這個消息是從吳學冰老師那裡聽到的三手或者更多手消息(吳老師並非EHT的人),是否確切,還需要再查證。


同樣都是蘋果,銀河系這個雖然近,但個頭小,還有樹枝樹葉擋著,看不清,那個不一樣,遠是遠了點,但個頭大啊,像地球一樣大的超級大蘋果,而且全漏在外面的。


1.銀河系黑洞周圍沒有被吞噬的星體(沒有明顯的吸積盤)

2.我們和銀河系的黑洞處於同一平面,宇宙塵埃影響觀測(應該是醬紫)


推薦閱讀:

紅移及藍移的原因
國家地理2010十大天體物理學發現(2)
黑洞理論研究簡史

TAG:黑洞 | 天體物理學 | 宇宙 | 星系 |