北京時間2022年5月12日晚21:00，全球各地同時召開的新聞發(fā)布會上，天文學(xué)家展示了來自于EHT（事件視界望遠(yuǎn)鏡）的關(guān)于銀河系中心的一項突破性成果——首次拍攝到銀河系中心超大質(zhì)量黑洞人馬座A*（Sagittarius A *）的照片！
事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）是一個以觀測星系中央特大質(zhì)量黑洞為主要目標(biāo)的計劃，以甚長基線干涉技術(shù)（VLBI）結(jié)合世界各地的射電望遠(yuǎn)鏡，使許多相隔上萬或者上千公里的獨(dú)立天線能互相協(xié)調(diào)、同時觀測同一目標(biāo)并記錄下數(shù)據(jù)，形成一口徑等效于地球直徑的虛擬望遠(yuǎn)鏡，將望遠(yuǎn)鏡的角分辨率提升至足以觀測事件視界尺度結(jié)構(gòu)的程度。
EHT期望借此檢驗愛因斯坦廣義相對論在黑洞附近的強(qiáng)重力場下是否會產(chǎn)生偏差、研究黑洞的吸積盤及噴流、探討事件視界存在與否，并發(fā)展基本黑洞物理學(xué)。
從地球上看過去，銀心人馬座A*所在的位置
三年前，北京時間2019年4月10日晚，EHT公布了人類拍攝的第一張黑洞照片，該黑洞被稱為M87*。
它提供了黑洞存在的直接“視覺”證據(jù)，使得在強(qiáng)引力場下驗證愛因斯坦廣義相對論，細(xì)致研究黑洞附近的物質(zhì)吸積與相對論性噴流成為可能。
北京時間2021年3月24日晚，EHT還發(fā)布了M80*7黑洞的第二張寫真，是通過處理偏振信號獲得，這也是人類第一次在如此接近黑洞邊緣處測得表征磁場特征的偏振信息。
中國科學(xué)院上海天文臺牽頭組織協(xié)調(diào)，包括8位臺內(nèi)研究人員在內(nèi)的國內(nèi)學(xué)者參與了這次的EHT合作。
這次公布的照片，最大意義在于證實了銀河系中心天體就是黑洞，為理解這種被認(rèn)為居于大多數(shù)星系中心的“巨獸”的行為提供了寶貴的線索。
這意味著，人類在觀測設(shè)備、觀測技巧、數(shù)據(jù)處理能力等多方面有了一次系統(tǒng)化的飛躍，進(jìn)一步提升了對愛因斯坦廣義相對論的檢驗。
兩張黑洞照片對比
早在1931年，央斯基就收到了來自銀心方向的無線電信號。
1974年，天文學(xué)家布魯斯·巴里克、羅伯特·布朗最先使用長基線干涉的方式確認(rèn)了銀河系中心的射電源，布朗在后來1982年的一篇論文中給了它一個編號Sgr A*（人馬座A*）。
X射線下的人馬座A | NASA
其實，EHT拍攝Sgr A* 工作在2017年4月就正式開始了，然后就是對海量數(shù)據(jù)(603138)的漫長處理。
研究團(tuán)隊花了5年時間，用超級計算機(jī)合成和分析數(shù)據(jù)，編纂了前所未有的黑洞模擬數(shù)據(jù)庫與觀測結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)格比對，才得到了今天公布的照片。
2017年4月份參加EHT觀測的8個VLBI臺站，實線連接的為觀測M87的5個地點
另外還有兩個困難。
一方面，銀河系中心黑洞的質(zhì)量大約是太陽的400萬倍，距離地球只有26000光年，從宇宙的角度來看非常近，但由于宇宙星系塵埃的干擾，Sgr A*的成像比M87*困難得多。
黑洞周圍的氣體均以幾乎接近光速繞著Sgr A*和M87*高速旋轉(zhuǎn)，觀測它有點像給一只正在追逐自己尾巴的小狗拍張清晰照片。
另一方面，銀心黑洞的視界范圍只有1200萬公里，從地球看視直徑（張開的角度）只有50個微角秒（10角秒，1角秒=1/3600度），相當(dāng)于上海看北京的一根頭發(fā)絲。
EHT合作團(tuán)隊將從Sgr A*的2017年EHT觀測數(shù)據(jù)中提取的諸多照片組合制作成一張銀河系中心超大質(zhì)量黑洞Sgr A*的最終照片
這一次，中國天文科學(xué)家參與了前期觀測技術(shù)的預(yù)研，對黑洞大小、拍攝圖片分辨率極限等研究推測，以及對大量觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行VLBI數(shù)據(jù)處理。
天馬望遠(yuǎn)鏡：口徑65米，亞洲口徑最大的可轉(zhuǎn)動射電望遠(yuǎn)鏡 | 上海天文臺
VLBI測軌分系統(tǒng)由北京站、上海站、昆明站、烏魯木齊站以及位于上海天文臺的VLBI數(shù)據(jù)處理中心（VLBI中心）組成，所構(gòu)成的望遠(yuǎn)鏡分辨率相當(dāng)于口徑為3000多千米的巨大的綜合口徑射電望遠(yuǎn)鏡，測角精度可以達(dá)到百分之幾角秒。
目前，下一代事件視界望遠(yuǎn)鏡（ngEHT）已經(jīng)提上規(guī)劃，將進(jìn)一步提升目前EHT的陣列性能，對于黑洞將從拍攝照片升級到拍攝視頻。
最新評論