M104星系也被认为有一个大黑洞
NGC 5128星系
初期研究结果令人失望
普通望远镜根本看不到这种小黑点。于是,多尔曼正通过一种成熟的技术“甚长基线干涉测量法”(very long baseline interferometry)探寻这种可能性。通过将全球各地天线的观测数据结合起来,天文学家可以有效重建大型天线看到的物体——即便像地球一样大的物体。由于小天线很少搜集光,VLBI望远镜生成的图像可能并不理想,但它却可以揭示更多的细节。
以前VLBI望远镜对银河系中心的观测距离太遥远,根本看不清楚黑洞的阴影。最初,我们将穿透银河系最拥挤的区域,在那里,大量气体驱散无线电波。哈佛大学天体物理学家艾维·罗布(Avi Loeb)说:“看上去就像是浓密的大雾令街灯的照片显得很模糊。”更糟糕的是,黑洞周围的气体对大多数波长来说都是不透明的,这犹如给阴影上蒙上了一层纱。
图像的清晰度基本上取决于观测到的辐射物的波长,波越长并没有让我们获得更清晰的照片,相反更模糊。幸运的是,如果望远镜可以在波长为1毫米左右的情况下工作,那么上述问题全都迎刃而解。这种短波辐射可以穿透星际薄雾和气体内的面纱。另外,从理论上讲,如果一台望远镜的天线分布于数千公里的范围内,其清晰度足以看到黑洞阴影。事实上,天线之间间隔越大,清晰度越好。
多尔曼的团队在对VLBI望远镜进行改进后,令其可以在1.3毫米超短波范围内工作。2007年4月,他们利用架设在亚利桑那州、加利福尼亚州和夏威夷州三地山顶的望远镜眺望太空,但观测结果却令人失望。尽管它们捕捉到人马座A星中心区域的辐射信号,但却没有掌握获取有关这个黑洞清晰照片的足够信息。
揭开神秘阴影庐山真面目
多尔曼说:“我们具有匹配这一数据的两种模型。”在第一个模型,人马座A星看上去就像是一个中心有个大洞的炸面圈,这或许是个超大质量的黑洞。不幸的是,他们的观测数据还显示一团白色的喷射物质,并无明显的黑洞阴影。即便如此,这些早期观测数据也是人马座A星确属于黑洞的强烈迹象。据加拿大多伦多大学天文学家艾弗里·布罗德里克(Avery Broderick)介绍,研究结果表明它几乎肯定具有“事件穹界”,即黑洞的重要特征。
事件穹界是事实上并不存在的边界,在这一边界内,任何物质都逃不脱黑洞引力的控制。穿越这一范围的物质会慢慢被吞噬,连辐射物都不会释放。有些理论则认为,那其实不是黑洞,而是称为玻色星体(boson star)的、由大量重量很轻的颗粒构成的球体,它们可能具有物理表面而非边界。这些表面可能会被落在上面的气体加热。
布罗德里克同哈佛大学的罗布和拉梅什·纳拉亚(Ramesh Narayan)一道,分析了多尔曼的研究结果,认为如果人马座A星具有一个表面,那么这个表面可能热得会发光,不断释放红外光。事实上,天文学家尚未观测到这种发光现象。他们总结认为,事件穹界给人马座A星蒙上了一层外衣,让我们根本看不到里面的东西。
这一结论可能还存在诸多漏洞,所以,真正看到黑洞本身当然更好。今年4月,多尔曼重返夏威夷,为增长望远镜的敏感度,他决定尝试利用莫纳克亚山顶上的三台望远镜而不是以前的一台。他在4月3日的一次会议上表示:“我认为,我们今晚已向大家证明我们可以做到这一点。”经过几个月的处理,最新观测数据应该最终会揭开银河系中心神秘阴影的庐山真面目。
|