兰州日报·ZAKER兰州 2022-05-13
银河系中心黑洞的首张照片面世
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银河系中心黑洞 " 露出真容 "。北京时间 12 日晚 9 时许,包括中国在内的全球多地天文学家同步公布了这个超大质量黑洞—人马座 A* (Sgr A*)的照片。相关研究成果以特刊形式发表在《天体物理学杂志通讯》上。

(银河系中心黑洞的首张照片。EHT 合作组织提供)

这是人类 " 看见 " 的第二个黑洞,也是银河系中心超大质量黑洞真实存在的首个直接视觉证据。这个超大质量黑洞距离太阳系约 2.7 万光年,质量超过太阳质量的 400 万倍。

这张银河系中心黑洞的照片,与人类看到的第一张黑洞照片拍摄者和拍摄时间均相同,都是由 " 事件视界望远镜 "(EHT)合作组织,2017 年通过分布在地球上 8 个射电望远镜组成的、一个等效于地球般口径大小的 " 虚拟望远镜 " 所拍摄。

2019 年 4 月 10 日," 事件视界望远镜 "(EHT)合作组织发布了人类历史上第一张黑洞照片。人类首次 " 看见 " 的那个黑洞,位于室女座一个巨椭圆星系 M87 中心,距离地球 5500 万光年,质量是太阳的 65 亿倍。

(人类拍摄的首张黑洞照片。EHT 合作组织提供)

比较这两张黑洞照片,有什么异同?

上海天文台副研究员江悟说:" 尽管银河系中心黑洞比 M87 黑洞小了 1500 多倍,也轻了 1500 多倍,但这两种不同类型星系的黑洞看起来很相似。尤其是当我们聚焦在这些黑洞的边缘时,看起来更是神奇地相似。这告诉我们,靠近黑洞的物体完全受广义相对论支配,我们在远处所看到的不同表象,是由黑洞周围物质的差异所造成。"

上海天文台研究员路如森说:" 通过分析这两张黑洞照片,我们惊叹于环的大小与爱因斯坦广义相对论预测结果,出奇地一致。这些前所未有的观测,极大地提升了我们对银河系中心的认识,并为了解超大质量黑洞如何与周围环境相互作用,提供了全新视角。"

(银河系中心黑洞的首张照片是这样做成的。EHT 合作组织提供)

为什么银河系中心黑洞距离地球更近,照片却比遥远的 M87 黑洞 " 冲洗 " 出来晚了 3 年?

上海天文台台长、EHT 合作国内协调人沈志强研究员解释说,这是因为黑洞周围的气体,均以几乎接近光速绕着这两个黑洞高速旋转。气体绕转 M87 黑洞一周需要几天到数周时间,但对于相对小很多的银河系中心黑洞来说,几分钟内气体即可绕转一周。这意味着就在 EHT 观测之时,银河系中心黑洞周围绕转气体的亮度和图案,也在更快速地变化着,因此 " 冲洗 " 处理更难。

EHT 研究团队花了五年时间,用超级计算机合成和分析数据,编纂了前所未有的黑洞模拟数据库,与观测结果进行严格比对,并提取出不同照片平均后的效果,最终得以将银河系中心这个超大质量黑洞的 " 真实容貌 ",第一次呈现出来。

(上海天文台天马望远镜。新华社记者 张建松 摄)

上海天文台天马望远镜是东亚 VLBI 观测网的重要台站。在 2017 年 EHT 全球联合多波段观测期间,天马望远镜先后 17 次参加对这两个黑洞的协同观测,显著提高了东亚 VLBI 网的观测灵敏度,在微弱信号探测方面发挥作用。上海天文台牵头组织协调国内学者参与此次银河系中心黑洞 EHT 项目合作。

" 拍摄一部银河系中心黑洞的‘电影’,是下一代 EHT 的追求。我们正在规划建设中国的亚毫米波 VLBI 望远镜,以期参与到对银河系中心黑洞的 24 小时不间断的接力观测中。" 沈志强说。

责任编辑丨王璇

值班主任丨韩彤

来源丨新华网

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