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        銀河系中心黑洞的首張照片面世

        發布時間:2022-05-13 來源:新華網 人氣:
           


         

          銀河系中心黑洞“露出真容”。北京時間12日晚9時許,包括中國在內的全球多地天文學家同步公布了這個超大質量黑洞—人馬座 A* (Sgr A*)的照片。相關研究成果以特刊形式發表在《天體物理學雜志通訊》上。

        銀河系中心黑洞的首張照片。(EHT合作組織提供)

          這是人類“看見”的第二個黑洞,也是銀河系中心超大質量黑洞真實存在的首個直接視覺證據。這個超大質量黑洞距離太陽系約2.7萬光年,質量超過太陽質量的400萬倍。

          這張銀河系中心黑洞的照片,與人類看到的第一張黑洞照片拍攝者和拍攝時間均相同,都是由“事件視界望遠鏡”(EHT)合作組織,2017年通過分布在地球上8個射電望遠鏡組成的、一個等效于地球般口徑大小的“虛擬望遠鏡”所拍攝。

          2019年4月10日,“事件視界望遠鏡”(EHT)合作組織發布了人類歷史上第一張黑洞照片。人類首次“看見”的那個黑洞,位于室女座一個巨橢圓星系M87中心,距離地球5500萬光年,質量是太陽的65億倍。

        人類拍攝的首張黑洞照片。(EHT合作組織提供)

          比較這兩張黑洞照片,有什么異同?

          上海天文臺副研究員江悟說:“盡管銀河系中心黑洞比M87黑洞小了1500多倍,也輕了1500多倍,但這兩種不同類型星系的黑洞看起來很相似。尤其是當我們聚焦在這些黑洞的邊緣時,看起來更是神奇地相似。這告訴我們,靠近黑洞的物體完全受廣義相對論支配,我們在遠處所看到的不同表象,是由黑洞周圍物質的差異所造成。”

          上海天文臺研究員路如森說:“通過分析這兩張黑洞照片,我們驚嘆于環的大小與愛因斯坦廣義相對論預測結果,出奇地一致。這些前所未有的觀測,極大地提升了我們對銀河系中心的認識,并為了解超大質量黑洞如何與周圍環境相互作用,提供了全新視角。”

        銀河系中心黑洞的首張照片是這樣做成的。(EHT合作組織提供)

          為什么銀河系中心黑洞距離地球更近,照片卻比遙遠的M87黑洞“沖洗”出來晚了3年?

          上海天文臺臺長、EHT合作國內協調人沈志強研究員解釋說,這是因為黑洞周圍的氣體,均以幾乎接近光速繞著這兩個黑洞高速旋轉。氣體繞轉M87黑洞一周需要幾天到數周時間,但對于相對小很多的銀河系中心黑洞來說,幾分鐘內氣體即可繞轉一周。這意味著就在EHT觀測之時,銀河系中心黑洞周圍繞轉氣體的亮度和圖案,也在更快速地變化著,因此“沖洗”處理更難。

          EHT研究團隊花了五年時間,用超級計算機合成和分析數據,編纂了前所未有的黑洞模擬數據庫,與觀測結果進行嚴格比對,并提取出不同照片平均后的效果,最終得以將銀河系中心這個超大質量黑洞的“真實容貌”,第一次呈現出來。

        上海天文臺天馬望遠鏡。新華社記者 張建松 攝

          上海天文臺天馬望遠鏡是東亞VLBI觀測網的重要臺站。在2017年EHT全球聯合多波段觀測期間,天馬望遠鏡先后17次參加對這兩個黑洞的協同觀測,顯著提高了東亞VLBI網的觀測靈敏度,在微弱信號探測方面發揮作用。上海天文臺牽頭組織協調國內學者參與此次銀河系中心黑洞EHT項目合作。

          “拍攝一部銀河系中心黑洞的‘電影’,是下一代EHT的追求。我們正在規劃建設中國的亞毫米波VLBI望遠鏡,以期參與到對銀河系中心黑洞的24小時不間斷的接力觀測中。”沈志強說。(記者張建松)

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