之前總好奇——黑洞不是連光都逃不出來嗎?為啥天文學家能瞅見幾十億光年外的黑洞?最近紐約西蒙斯基金會的模擬給出了答案:黑洞本身不發光,但它“吃”東西時,周圍會炸出亮得晃眼的光。
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模擬里的黑洞是個黑窟窿(因為光逃不出來),但周圍繞著紫、粉、橙的彩色花紋——這些不是黑洞本身的顏色,是它吸的氣體、塵埃發的光。
顏色越亮,氣體越密
研究作者張立中(音譯)說,模擬里的顏色代表氣體密度:亮的地方,氣體堆得越厚。黑洞的引力特別強,周圍的物質(氣體、塵埃、等離子體)會被吸成一個旋轉的亮橙色圓盤,叫“吸積盤”——這就是黑洞的“發光源”,也是我們能看見遠黑洞的原因。
要是人不小心掉進去?引力會把人拉成“意大利面”(專業叫“面條化”),但這不是重點,重點是它“吃”東西時的光,能傳幾十億光年。
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超算算透“小黑洞”的發光
之前模擬恒星質量黑洞(質量是太陽幾十倍)時,都簡化了輻射計算(比如把輻射當流體),不準。這次用了兩臺全球頂級超算:田納西州橡樹嶺的Frontier、伊利諾伊州阿貢的Aurora,每秒能算10億億次(1后面18個零),還優化了算法,才第一次準確算出恒星質量黑洞周圍物質的行為。
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模擬發現:物質繞黑洞轉時,會形成“湍流輻射盤”,還會噴亂風、偶爾射強噴流;但靠近黑洞的地方,吸積盤雖然薄但密,反而穩得很——因為裹著一層“磁鞘”,幫著穩住整個系統。
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為啥能看見幾十億光年外的?
超質量黑洞(質量是太陽幾億到幾十億倍)的吸積盤更亮,2019年拍的M87黑洞就是靠這個。但恒星質量黑洞的吸積盤小,只能看到光點。
未來團隊想看看這個模擬方法能不能用在所有黑洞上,比如我們銀河系中心的人馬座A*(質量是太陽400多萬倍)。
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有意思的是,之前有團隊說,未來10年有90%概率能看到黑洞爆炸——要是真發生,太空和地面望遠鏡都能拍到。你覺得黑洞周圍的光要是真能“瞥見”(當然太遠,肉眼不可能),會是啥顏色?留言聊聊~
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