M104星系也被認為有一個大黑洞
NGC 5128星系
初期研究結果令人失望
普通望遠鏡根本看不到這種小黑點。于是,多爾曼正通過一種成熟的技術“甚長基線干涉測量法”(very long baseline interferometry)探尋這種可能性。通過將全球各地天線的觀測數據結合起來,天文學家可以有效重建大型天線看到的物體——即便像地球一樣大的物體。由于小天線很少搜集光,VLBI望遠鏡生成的圖像可能并不理想,但它卻可以揭示更多的細節。
以前VLBI望遠鏡對銀河系中心的觀測距離太遙遠,根本看不清楚黑洞的陰影。最初,我們將穿透銀河系最擁擠的區域,在那里,大量氣體驅散無線電波。哈佛大學天體物理學家艾維·羅布(Avi Loeb)說:“看上去就像是濃密的大霧令街燈的照片顯得很模糊。”更糟糕的是,黑洞周圍的氣體對大多數波長來說都是不透明的,這猶如給陰影上蒙上了一層紗。
圖像的清晰度基本上取決于觀測到的輻射物的波長,波越長并沒有讓我們獲得更清晰的照片,相反更模糊。幸運的是,如果望遠鏡可以在波長為1毫米左右的情況下工作,那么上述問題全都迎刃而解。這種短波輻射可以穿透星際薄霧和氣體內的面紗。另外,從理論上講,如果一臺望遠鏡的天線分布于數千公里的范圍內,其清晰度足以看到黑洞陰影。事實上,天線之間間隔越大,清晰度越好。
多爾曼的團隊在對VLBI望遠鏡進行改進后,令其可以在1.3毫米超短波范圍內工作。2007年4月,他們利用架設在亞利桑那州、加利福尼亞州和夏威夷州三地山頂的望遠鏡眺望太空,但觀測結果卻令人失望。盡管它們捕捉到人馬座A星中心區域的輻射信號,但卻沒有掌握獲取有關這個黑洞清晰照片的足夠信息。
揭開神秘陰影廬山真面目
多爾曼說:“我們具有匹配這一數據的兩種模型。”在第一個模型,人馬座A星看上去就像是一個中心有個大洞的炸面圈,這或許是個超大質量的黑洞。不幸的是,他們的觀測數據還顯示一團白色的噴射物質,并無明顯的黑洞陰影。即便如此,這些早期觀測數據也是人馬座A星確屬于黑洞的強烈跡象。據加拿大多倫多大學天文學家艾弗里·布羅德里克(Avery Broderick)介紹,研究結果表明它幾乎肯定具有“事件穹界”,即黑洞的重要特征。
事件穹界是事實上并不存在的邊界,在這一邊界內,任何物質都逃不脫黑洞引力的控制。穿越這一范圍的物質會慢慢被吞噬,連輻射物都不會釋放。有些理論則認為,那其實不是黑洞,而是稱為玻色星體(boson star)的、由大量重量很輕的顆粒構成的球體,它們可能具有物理表面而非邊界。這些表面可能會被落在上面的氣體加熱。
布羅德里克同哈佛大學的羅布和拉梅什·納拉亞(Ramesh Narayan)一道,分析了多爾曼的研究結果,認為如果人馬座A星具有一個表面,那么這個表面可能熱得會發光,不斷釋放紅外光。事實上,天文學家尚未觀測到這種發光現象。他們總結認為,事件穹界給人馬座A星蒙上了一層外衣,讓我們根本看不到里面的東西。
這一結論可能還存在諸多漏洞,所以,真正看到黑洞本身當然更好。今年4月,多爾曼重返夏威夷,為增長望遠鏡的敏感度,他決定嘗試利用莫納克亞山頂上的三臺望遠鏡而不是以前的一臺。他在4月3日的一次會議上表示:“我認為,我們今晚已向大家證明我們可以做到這一點。”經過幾個月的處理,最新觀測數據應該最終會揭開銀河系中心神秘陰影的廬山真面目。
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