X射线探测器Chandra眼中的黑洞

Chandra(月亮之神,https://www.nasa.gov/chandra/)是美国发射的X射线探测卫星,这个探测器有4对镜头,其中X-ray镜头必须接受能量强大的X射线,因此必须在使用中和被观测目标相对平行,而且还要保持一个很长的腔体来让X射线在其中反射,镜头本身要非常干净,而且采用了稀有金属铱作为反射层,可以说是最干净、最平滑的镜头了,装配精度只有人头发直径的1/50,整个镜头于1996年9月在Eastman Kodak完工。这是Chandra最重要的一项子工程。

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X射线被镜头的各个部分反射并增强,最后进入成像装置

Spacecraft labled new 2019

Chandra的样子:有一个很长的镜头


多数人都看过EHT合成的M87黑洞照片(距离地球6000万光年),也就是下图右边的那个甜甜圈,但是Chandra看到的黑洞样子却有很大不同,是下图左侧的样子(https://chandra.harvard.edu/blackhole/),可以看到一束强劲的X射线从这个黑洞发出(用加号标志了M87),这直接证实了理论计算的情况。

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下图稍微变更了角度,可以看的更加清楚,其中隐隐约约有个黑洞的样子:-)

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下图是一个黑洞的示意图,由于极高引力造成黑洞周围的吸积盘有极高的转速,当物质被黑洞吸引坠入黑洞之前,会释放出很强的能量。

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anatomy

Illustration: ESO, ESA/Hubble, M.Kornmesser/N.Bartmann; Labels: NASA/CXC


吸积盘:accretion disk A disk of gas and dust that can accumulate around a center of gravitational attraction, such as a normal star, a white dwarf, neutron star, or black hole. As the gas spirals in due to friction, it becomes hot and emits radiation.

视界:event horizon Imaginary spherical surface surrounding a black hole, with radius equal to the Schwarzschild radius, within which no event can be seen heard, or known about by an outside observer.

奇点:singularity A point in the universe where the density of matter and the gravitational field are infinite, as in the center of a black hole.

相对论喷流:relativistic jet A powerful jet of radiation and particles traveling close to the speed of light.


相关信息:

https://www.nasa.gov/chandra/

https://chandra.harvard.edu/about/telescope_system.html

https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/main/index.html

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