
继2019年4月全世界科学家发表第一张黑洞照片后,天文学家又有新的重要突破。
北京时间5月12日21时07分许,在包括上海在内的全世界各地同一时间举办的新闻发表会上,事故视界望远镜(EHT)合作组织正规发表了银河系中心黑洞人马座A*(Sgr A*)的首张照片。这也是全世界第二张黑洞照片。
之前,诺贝尔物理学奖颁给了“银河系中心黑洞的发觉”。今日EHT发表的照片提供了该超大品质黑洞存留的干脆视线证据。
图说:银河系中心黑洞的首张照片。
该照片由分布在地球上的八个射电望远镜构成的、一种等效于地球般尺寸的虚拟望远镜(即,EHT)所捕获。(EHT合作组织提供)
离咱们更近却更难
相较于距离咱们更远的星系M87中央黑洞照片,本次发表的银河系中心黑洞距离咱们更近。
咱们所处的太阳系距银河系中心(Sgr A*)约 2 万 7 千光年,是以它的尺寸看上去与从地球上看38万公里远月亮上的甜甜圈尺寸相当。为了给它拍这张照片,探讨团队组建了观测利器EHT,由分布在全世界六地的八个射电望远镜构成的一种犹如地球那末大的虚拟望远镜。EHT对Sgr A*展开了若干晚上的观测,每一次延续采集了好几个小时的数据,就如同相机的长时间曝光。
“咱们惊叹于环的尺寸与爱因斯坦广义相对论预测结果出奇绝对,”来源天文与天体物理探讨所的EHT名目科学家Geoffrey Bower说,“这点前所未有的观测极大地提高了咱们对银河系中心所产生一切的认识,并为理解超大品质黑洞如何与四周环境相互效用提供了最新视角”。EHT团队的探讨效果今日以特刊的方式发表在《天体物理学杂志通信》。
虽然银河系中心的黑洞比M87*小了1500多倍,也轻了1500多倍,但两个黑洞看起来额外类似。“他们来源两种不同类别的星系,且具备极不相同的黑洞品质,但当咱们聚集在这点黑洞的边缘时,他们看起来神奇的类似,”阿姆斯特丹大学的理论天体物理学家、EHT科学委员会结合主席Sera Markoff说,“这叮嘱咱们靠近黑洞的物体十足受广义相对论支配,咱们在远处所见到的不同表象是由黑洞四周物质的差异形成的”。
EHT在2017年4月差不多同一时间观测了M87* 和Sgr A*, 虽然Sgr A*离咱们更近,这项效果的得来却比M87*艰难得多。原因便是“冲洗”这张照片的技艺难度很大。
来源斯图尔德天文台、亚利桑那大学天文系和数据科学所的EHT科学家Chi-kwan Chan解释道:“黑洞四周的气体均以差不多挨近光速绕着Sgr A*和M87*快速旋转。气体绕转M87*一周须要几天到数周时间,但关于相对小好多的Sgr A*来讲,几分钟内气体即可绕转一周。这意指着就在EHT观测Sgr A*之时,该超大品质黑洞四周绕转气体的光度和图案也在时候迅速浮动着。有点像给一只正好追逐本人尾巴的小狗拍张清楚照片”。
因而,探讨人士不得不开发新的繁杂的用具来考量围绕Sgr A*的气体活动。为M87*这类稳固和差不多全部图案都相同的指标成像相对简单,关于Sgr A*就十足不一样了。Sgr A*的黑洞照片是探讨团队提取出的不同照片平均后的成果。
上海天文台副探讨员江悟显示,那时冲洗照片的团队来源全世界各地,为了有用纪录进展,大伙都会在一种共享事业簿上革新事业分工。回翻事业簿上的统算纪录,他本人就用上海VLBI天文料理平台的超等计算机达成了不少的事业量。
国家内部17位科学家参加
事故视界望远镜(Event Horizon Telescope,EHT)是一种以干脆观测星系中心超大品质黑洞在事故视界尺度上的构造为最重要的指标的世界合作名目。
作为一种科学合作组,EHT 的科研指标不但在于声明黑洞的存留,更买了解更多黑洞相干的物理性质,以及气体被吞噬的进程。过去的天文观测曾经提供了众多对于黑洞存留的间接证据,而且大家也熟知在离黑洞相对较远的距离上,有好多景象曾经须要使用广义相对论效应来解释。然则,咱们还从未观测到离事故视界如许近的距离,从未在黑洞周边来认证熟知的时空理论。
EHT 是一种由若干望远镜构成的观测网。在2017年的观测中,一共8个天文台参加了观测,区别分布在全世界的6个地理位子。在2018年的观测中,一种新的望远镜加入了观测,即一大家都有 9 个天文台参加,区别分布在7个地理位子。在2021和2022的观测中,又此外有两个望远镜加入了观测。 华夏上海天文台牵头组织协调国家内部17位学者参加这次 EHT 名目合作。
图说:银河系中心黑洞的首张照片是这样做成的。EHT合作团队将从Sgr A*的2017年EHT观测数据中提取的诸多照片组合制作成一张银河系中心超大品质黑洞Sgr A*的终归照片。(EHT合作组织提供)
未来要给黑洞拍电影
日前,科学家曾经得到了两个不同尺寸黑洞的照片,这为它们的对比探讨提供了要求。
“此刻咱们能就这两个超大品质黑洞的差异开展探讨,以获取对了解这种要紧进程有价格的新线索,”来源天文与天体物理探讨所的EHT科学家Keiichi Asada显示。“咱们已有了两个品质相差1500倍以上的黑洞的照片,比较往日,咱们将可行进一步更深入地检测极其环境下的引力”。
况且,EHT的持续扩展和技艺更新将让得科学家可行分享更引人注目的照片,包括在一会儿的将来的黑洞“电影”。
上海天文台的EHT合作国家内部协调人、上海天文台台长沈志强叮嘱第一财经,拍摄一部银河系中心黑洞的“电影”,是下一代EHT的追求。“正好规划建造华夏的亚mm波VLBI望远镜,以期参加到对Sgr A*的24小时不间断的接力观测中。”
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责任编辑:张建利
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