M87星系中心黑洞(m83星系中心黑洞)

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M87宇宙岛中央的超大质量黑洞会“晃动”

据cnBeta:外媒SlashGear报道，黑洞以“贪婪”著称，无法避免。它们是已知宇宙中最令人印象深刻的元素，但人们直到现在才意识到的是，它们会“晃动”。芝加哥的这项新研究使用了一种独特的望远镜阵列来跟踪M87宇宙岛中心的超大质量黑洞，在这个过程中，它解决了一个新发现——和一个新秘密。

自视界望远镜(EHT)合作组织发布黑洞M87的图像以来，一年多过去了。不过，关于这个超大质量天体的资料收集应该比这更早，有2009年到2013年的档案。

更早的数据只是数据的一部分，因为它依赖于第一批加入视界阵列的望远镜。而不是单一的仪器，是13个研究所和几个独立望远镜的合作，从不同的角度结合各自的数据。通过对这些旧数据应用最新的分析技术，研究人员已经能够提取关于M87及其正在做什么的新细节。

“去年，我们看到了黑洞阴影的图像，它由一个明亮的新月和一个黑暗的中心部分组成，由围绕M87旋转的热等离子体形成，我们预计黑洞的事件视界就在那里，”天体物理中心的天文学家Maciek Wielgus说，他是一篇详细介绍新发现的论文的重要作者。“但这些结果只是基于2017年4月整周窗口内所做的观测，时间太短，看不出多少变化。”

2009-2013年的数据来自一个原型阵列，但通过应用统计建模，足以显示M87如何随时间变化。一方面，它证实了一些现有的理论。比如黑洞的阴影直径就和爱因斯坦的广义相对论一致。不过也解决了一些惊喜。虽然月牙圈的大小可能和理论预测的一样，但没想到的是有明显的晃动。

其中有些是用现在的理论预言的，因为落在黑洞上的过热气体的吸积流会被电离，然后由于磁场而变成湍流。科学家解释说，这可以解释一些可见的“晃动”，但不是全部。“事实上，我们在那里看到了相当多的变化，而且并不是所有的理论吸积模型都允许这么多的晃动，”维尔格斯建议道。"这意味着我们可以开始排除一些基于观测到的源功率的模型."

科学家希望目前正在处理的2018年数据能够解开更多关于这种晃动的细节，以及可能导致这种“晃动”达到如此程度的真相。与此，数据收集将于2021年3月开始——由于天气模式、正在进行的新冠肺炎疫情等因素，2020年的观测活动被搁置，科学家原本预计收集更多关于黑洞演化的细节。

相关大黑洞能长到多大？

据新浪科技国外媒体报道，黑洞会成长到多大？一组科学家认为，黑洞可以增长到他们所谓的“极大”尺寸，每个黑洞的质量为1000亿或更多的恒星。研究人员表示，发现如此大的黑洞可能会揭示神秘暗物质的大部分属性。这些神秘的暗物质占宇宙总物质的五分之四。

在大多数(如果不是全部的话)宇宙岛屿的中心是超大质量黑洞，其质量是我们恒星的数百万甚至数十亿倍。例如，在我们银河系的中心是人马座A，其大小约为450万恒星质量。

目前已知最大的黑洞是类星体TON 618内部的黑洞，大小约为660亿恒星质量。巨大的TON 618让科学家们想知道是否存在更大的黑洞，以及黑洞的大小是否有上限。

一个真正的巨大黑洞

在这项新的研究中，研究人员将恒星质量或以上的1000亿个黑洞称为3354，比迄今为止看到的所有黑洞都大，“极大黑洞”(SLAB)。虽然研究人员也指出，没有证据表明真的存在非常大的黑洞，但他们认为存在接近这个大小的超大质量黑洞。

“令人惊讶的是，到目前为止，几乎没有人关注过超大黑洞的存在，但它们在理论上是可以存在的，”慕尼黑大学理论宇宙学家、该研究的合著者弗洛里安库内尔(florian Kunell)说。

对于超大黑洞来说，一个关键问题是，，它们能不能形成。，即使是普通的超大质量黑洞，其形成过程中也有许多未解的秘密。

传统的假设是，当较小的黑洞合并并吞噬周围的物质时，宇宙岛的中心就会形成一个超大质量黑洞。，该研究的合著者、伦敦大学玛丽女王学院的理论宇宙学家伯纳德卡尔(Bernard Carr)表示，之前的最新调查显示，这一模型无法解释当宇宙仅存在数十亿年时，黑洞是如何增长到超大质量大小的。

原始起源？

卡尔解释说，普通超大质量黑洞和可能的超大质量黑洞是如何形成的另一种解释的关键在于所谓的“原始黑洞”。先前的研究推测，在大爆炸后不到一秒钟的时间里，炽热而迅速膨胀的新生宇宙中密度的随机波动可能会积累足够多的物质，然后坍缩成黑洞。这些原始黑洞可能是未来更大黑洞成长的基础。

如果原始黑洞确实存在，它们可能解释暗物质是什么。虽然人们相信宇宙中存在大量的暗物质，科学家仍然不知道这种神秘的物质是由什么组成的，因为没有人见过暗物质；目前只能通过暗物质对正常物质的引力作用来研究暗物质。暗物质的性质目前是科学界最大的秘密之一。

“中等质量的原始黑洞是否可以提供暗物质的问题引起了广泛的兴趣，”阿姆斯特丹大学粒子天体物理学家、该研究的合著者卢卡维西内利(Luca Visinelli)说。

探测超大黑洞的方法之一是通过引力透镜。根据爱因斯坦的广义相对论，物体的质量越大，其自身周围的时空曲率就越强，因而物体的引力也就越强。引力也可以使光弯曲，所以通过强引力场(比如黑洞产生的引力场)看到的物体是有透镜的。研究人员表示，最近的工作重点是从较小的物体中发现引力透镜效应，但他们表示，这种研究也可以发现极大的黑洞。

另一种探测超大黑洞的方法是通过黑洞对其周围环境的影响，比如被引力扭曲的宇宙岛。这些黑洞消耗天文学家可以探测到的物质，然后产生热、光和其他辐射。

除了最初的黑洞，另一个潜在的暗物质候选者是所谓的大质量弱相互作用粒子(WIMP)。如果质量大、相互作用弱的粒子存在，也会在很大程度上不可见、不可见。，之前的研究表明，如果两个质量大、相互作用弱的粒子发生碰撞，它们会相互湮灭，释放出伽马射线，这为科学家探测它们的存在提供了一种间接的方式。Venelli表示，超大黑洞的强大引力会聚集一圈大质量弱相互作用粒子，大质量弱相互作用粒子湮灭时释放的高能伽马射线可以帮助科学家发现超大黑洞。

总而言之，卡尔说，“我们知道黑洞存在于各种物质中，所以自然我们也会想黑洞是否有自然上限。有些人可能会怀疑超大黑洞的存在，因为这样的大黑洞可能不会形成。，在发现之前，人们已经怀疑中等质量和超大质量黑洞的存在。我们不知道是否真的存在极大的黑洞，但我们希望我们的研究能够促进未来对这一主题的讨论。”

相关第一张黑洞图像被拍成电影。

据cnBeta:国外媒体报道，去年发表的第一张具有古代意义的黑洞图像，现在已经被拍成了电影。这部电影展示了黑洞周围的环境是如何随着其重力搅动周围的物质形成恒定的漩涡而发生变化的。据悉，该图像显示了一个不平衡的光团围绕M87宇宙岛中心的超大质量黑洞旋转。

为了制作这部电影，地平线望远镜(EHT)的合作组织挖掘了关于黑洞的旧数据，然后将这些数据与基于2019年4月发布的图像的数学模型相结合，以展示黑洞周围的环境在过去八年中是如何演变的。虽然这部分依赖于推测，但这个结果仍然让天文学家对黑洞的行为有了丰富的了解。

马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的射电天文学家、这篇研究论文的第一作者Maciek Wielgus说“由于落在黑洞上的物质流是湍流的，我们可以看到环随时间摆动。”

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