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天文学家展示银河系中心超大质量黑洞第一张照片

       中新网上海5月12日电 (记者 郑莹莹)北京时间12日晚,天文学家在包括上海在内的世界各地举行的新闻发布会上,向人们展示了我们银河系中心超大质量黑洞的第一张照片。这一结果给出了天体是黑洞的证据,为理解这种被认为居住在大多数星系中心的巨兽行为提供了宝贵的线索。这张照片由事件视野望远镜拍摄(EHT)通过分布在全球范围内的射电望远镜组网拍摄,合作组织国际研究团队。

       这是一幅期待已久的关于我们银河系中心大质量天体的真实肖像。科学家们已经观察到许多恒星围绕着银河系中心一个看不见、致密和高质量的天体进行轨道运动。这强烈暗示了这个人马座A*(Sagittarius A*:Sgr A*)天体是一个黑洞,发布的照片提供了第一个直接的视觉证据。

       因为黑洞不发光,我们看不到黑洞本身,但绕组的发光气体给出了它的信号:一个被明亮环结构包围的弱中心区域(称为阴影)。照片中显示的(射电)光是由黑洞的强引力弯曲引起的,黑洞的质量是太阳质量的400万倍。

       来自天文与天体物理研究所的我们惊叹于环的大小与爱因斯坦广义相对论的预测结果出奇地一致EHT项目科学家Geoffrey Bower这些前所未有的观察大大提高了我们对银河系中心发生的一切的理解,为了解超大质量黑洞如何与周围环境相互作用提供了新的视角。EHT今天,该团队的研究成果以特刊的形式发表在《天体物理杂志通信》上。

       由于银河系中心的黑洞距离地球2700光年,它看起来像月亮上的甜甜圈,从地球上看38万公里。为了给它拍这张照片,研究小组创建了观测武器EHT,一个虚拟望远镜,由分布在世界六地的八个射电望远镜组成,和地球一样大。EHT对Sgr A*经过多个晚上的观察,每次连续收集数据几个小时,就像相机长时间曝光一样。

       这是EHT2019年,合作组织发布了人类第一张黑洞照片,捕获了位于更遥远星系的照片M87中央黑洞(M87*)之后又取得了重大突破。

       虽然我们银河系中心的黑洞比我们银河系中心的黑洞好M87*它们小了1500多倍,轻了1500多倍,但这两个黑洞看起来特别相似。它们来自两种不同类型的星系,黑洞的质量非常不同,但当我们专注于它们的边缘时,它们看起来神奇地相似,阿姆斯特丹大学的理论天体物理学家EHT科委联合主席Sera Markoff教授说:这告诉我们,靠近黑洞的物体完全由广义相对论主导,我们在远处看到的不同外观是由黑洞周围物质的差异引起的。

       尽管Sgr A*离我们更近,但这个结果比我们更好M87*要困难得多。来自斯图尔德天文台、亚利桑那大学天文系和数据科学学院EHT科学家Chi-kwan Chan解释说:黑洞周围的气体几乎以接近光的速度包围Sgr A*和M87*高速旋转。气体绕转M87*一周需要几天到几周,但相对较小。Sgr A*气体可以在几分钟内绕过一周。这意味着EHT观测Sgr A*此时,超大质量黑洞周围旋转气体的亮度和图案也在迅速变化。这有点像给一只追逐尾巴的狗拍一张清晰的照片。

       研究人员必须开发新的复杂工具来考虑Sgr A*的气体运动。为M87*对于几乎所有图案都相同的目标成像来说,这种稳定性相对容易Sgr A*完全不同。Sgr A*黑洞照片是研究团队提取的不同照片的平均效果,最终呈现出隐藏在我们银河系中心的巨兽。

       来自世界各地80家研究机构的300多名研究人员EHT只有实现合作组织的奇思妙想。除了开发复杂的工具来克服Sgr A*除了成像面临的挑战外,研究团队还花了五年时间编制了前所未有的黑洞模拟数据库,并用超级计算机对数据进行合成和分析。

       来自上海天文台的上海天文台EHT合作成员路如森说:“确实,对银河系中心黑洞首次成像观测的数据分析耗费了EHT合作团队的巨大努力。另一个来自上海天文台的EHT合作成员江悟补充道:研究团队在确定黑洞照片之前,经历了巨大的成像参数空间。

       科学家们对最终获得两个不同大小黑洞的照片特别兴奋,这为他们的比较研究提供了条件。他们已经开始使用这些新数据来测试超大质量黑洞周围气体行为的相关理论和模型。这一过程尚不完全清楚,但被认为对星系的形成和演变起着关键作用。

       现在我们可以研究这两个:现在我们可以研究这两个超大质量黑洞之间的差异,以获得有价值的新线索过程有价值的新线索EHT科学家Keiichi Asada说。科学家说:我们有两张质量差异超过1500倍的黑洞照片,我们将能够在极端环境中进一步测试引力。

       EHT并没有停止观测研究的步伐:今年3月刚刚完成了更多望远镜的联合观测。EHT科学家们可以分享更引人注目的照片,包括在不久的将来的黑洞电影。

       “拍摄这样一部银河系中心黑洞的‘电影’,是下一代EHT追求。EHT国内合作协调员沈志强说:我们正在计划建设中国的亚毫米波VLBI为了参与望远镜的对准Sgr A*他说。                                                                                

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