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反推质量:=frac{c2r_s}{2g}=frac{c2dtheta}{2g}(其中,r_s是史瓦西半径,theta是阴影角大小,d是距离)。
计算结果与之前用恒星动力学(观测星系中心恒星的运动速度)得到的质量一致——65亿☉,误差小于10。
-意义:这个质量让87黑洞跻身“超大质量黑洞”
(sbh)的顶端——银河系中心的sgra只有400万☉,而87黑洞是它的1600倍。
12自旋:09倍光速的“宇宙陀螺”
黑洞的自旋,决定了它的“性格”
——快速自旋的黑洞会产生更强的喷流,更剧烈的吸积盘活动。
87黑洞的自旋速度,约为09倍光速(接近理论最大值)。
-测量方法:通过分析喷流的偏振方向(2023年eht发布的偏振图像)和吸积盘的亮度分布:-喷流的方向与吸积盘的平面垂直,说明黑洞在自旋(参考系拖拽效应将吸积盘物质“拖”
向自转轴);-吸积盘内侧的亮度梯度(越靠近黑洞越亮),对应自旋带来的“框架拖拽”
加速。
-意义:09倍光速的自旋,让87黑洞成为一个“高效的能量引擎”
——它能将吸积物质的10以上质量转化为喷流能量(普通恒星的能量转化效率仅07)。
13电荷:“无毛定理”
的终极验证黑洞的电荷,是最神秘的参数。
根据无毛定理(no-hairtheore),黑洞只有三个可观测属性:质量、自旋、电荷。
而87黑洞的电荷,几乎为零。
-原因:宇宙中的黑洞大多由恒星坍缩或星系合并形成,这些过程会中和电荷——就像雷电云中的电荷会被导走,黑洞也无法保留大量电荷。
-验证:eht的图像中,阴影的完美圆形轮廓,间接证明了电荷为零——如果有电荷,事件视界会因电磁力而变形,阴影不再是圆形。
二、吸积盘的“火焰”
:高温气体的运动与辐射87黑洞周围的吸积盘,是宇宙中最炽热的“熔炉”
——温度高达101?k,足以让铁原子核解体。
它的存在,是黑洞能量的主要来源。
21吸积盘的结构:从“薄盘”
到“热斑”
吸积盘不是均匀的“盘子”
,而是分层的高速旋转结构:-内盘(半径<10r_s):温度最高(101?k),由完全电离的氢等离子体组成,旋转速度接近光速(09c);-中盘(10-100r_s):温度下降到10?k,由部分电离的等离子体和尘埃组成;-外盘(>100r_s):温度降至10?k,由中性气体和恒星碎片组成。
内盘的“热点”
(brightspot)是吸积盘的“搅拌器”
——物质在这里碰撞、摩擦,释放出强烈的辐射。
22同步辐射:亮环的“发光密码”
吸积盘的13毫米辐射,来自同步辐射(synchrotronradiation)——高速电子在强磁场中做螺旋运动时,释放的电磁辐射。
-磁场来源:吸积盘的电流产生磁场,黑洞的自旋会“拉伸”
磁场线,形成螺旋状结构;-辐射机制:电子被磁场加速到接近光速,在磁场中螺旋前进,释放出13毫米的射电辐射——这就是我们看到的亮环。
23盘风与物质流失:吸积盘的“排泄系统”
吸积盘并非“只进不出”
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