還記得不久前轟動(dòng)一時(shí)的新聞嗎?2019年4月10日，人類史上首張黑洞照片發(fā)布，大家爭(zhēng)相傳閱。

這顆被拍攝到的黑洞為M87星系中心的超大質(zhì)量黑洞，它的質(zhì)量是太陽(yáng)的65億倍，距離地球5500萬(wàn)光年。

據(jù)報(bào)道，這一重大科學(xué)成果由全球多國(guó)科研人員歷經(jīng)數(shù)年合作完成，光“沖洗”就花了兩年的時(shí)間。并且這張黑洞照片對(duì)于全人類來(lái)說(shuō)意義非凡，它不僅將為廣義相對(duì)論提供新信息，也有助于了解黑洞噴流的形成過(guò)程。

雖然我們都驚嘆于科學(xué)史上的這一壯舉，但同時(shí)也略感遺憾：由于分辨率相對(duì)較低，圖片模糊不清，我們只能看到一個(gè)大致的輪廓，卻無(wú)法看清它的真面目。

為此，9月26日NASA發(fā)布了一張由計(jì)算機(jī)模擬的高分辨率新黑洞可視化圖片。它清晰的描述了環(huán)繞黑洞的物質(zhì)所發(fā)出的光會(huì)被黑洞自身質(zhì)量產(chǎn)生的重力彎曲，于黑洞周圍形成光環(huán)。

我們都知道，黑洞是空間密度無(wú)限大、時(shí)空曲率無(wú)限高的天體，連光都無(wú)法從其事件視界逃脫，但非專業(yè)人士很少能清晰了解圍繞超大質(zhì)量黑洞內(nèi)部的極端物理現(xiàn)象，NSA的驚艷模擬圖像則為我們提供了這一契機(jī)。

這是一個(gè)由黑洞本體、光線、吸積盤(pán)等組成的系統(tǒng)，各個(gè)部分詳細(xì)解釋如下：

(圖片來(lái)源：NASA)

最中間黑色的部分，不是黑洞，而只是黑洞的影子(Blackhole Shadow)，約為視界(Event Horizon)的兩倍。

它外邊的一圈細(xì)細(xì)的光線被稱為光子圈(Photon Ring)，是吸積盤(pán)影像多次扭曲后形成的一個(gè)“光圈”，其中的光線往往會(huì)被黑洞扭曲兩次、三次甚至更多次，才會(huì)被外界看到，而且因?yàn)樘拷诙炊兊酶蹈酢?/p>

整個(gè)外圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)的，就是巨大的吸積盤(pán)(Accretion Disk)，熱熱的、薄薄的一層，由各種高速旋轉(zhuǎn)、緩慢墜向黑洞的物質(zhì)、氣體組成，因?yàn)閺?qiáng)烈的碰撞、輻射而變得極為明亮。

吸積盤(pán)本來(lái)是一個(gè)正常的圓盤(pán)形狀，但是因?yàn)楹诙锤浇饩€高度扭曲，我們看到的吸積盤(pán)就變成了圖中的樣子。

上方其實(shí)是吸積盤(pán)的遠(yuǎn)端，黑洞的引力場(chǎng)扭曲了遠(yuǎn)端的光線傳播路徑，使之仿佛立了起來(lái)而被我們看到。

下方則是吸積盤(pán)遠(yuǎn)端的底部，同樣是因?yàn)楣饩€被黑洞引力場(chǎng)扭曲而成了這個(gè)樣子，屬于一種透鏡效應(yīng)，但是因?yàn)橐獜暮诙?ldquo;下方”繞過(guò)，所以看起來(lái)比上方更小，也不夠完整。

另外可以看到，吸積盤(pán)左側(cè)的圖像比右側(cè)明亮很多，這是因?yàn)榇颂幖僭O(shè)吸積盤(pán)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左側(cè)的物質(zhì)在朝著觀察者的方向高速運(yùn)動(dòng)，由于多普勒效應(yīng)而變得明亮，右側(cè)遠(yuǎn)去的則變得黯淡。

相比之前的黑洞圖像，這次NASA給出堪稱高清版的，是不是看清了更多細(xì)節(jié)？