银河系中心黑洞照片公布,耗时5年

语音播报分类:科技 标签:黑洞

本文由「生活娱乐网」编辑整理发布于137天前,文章约有4286个文字.预计阅读时间14分钟左右.

银河系中心黑洞照片公布,耗时5年

银河系中心黑洞照片公布,耗时5年,这张照片为银河系中心超大质量黑洞SgrA*真实存在提供了首个直接视觉证据,为理解星系中心的“宇宙怪兽”提供了重要线索。银河系中心黑洞照片公布,耗时5年。

银河系中心黑洞照片公布,耗时5年1

新华社上海5月12日电银河系中心黑洞“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*(SgrA*)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。

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。

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。”

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。

银河系中心黑洞照片公布,耗时5年2

3年前,人类拍摄的首张黑洞照片亮相。5月12日,第二张黑洞照片公布,而这个黑洞离我们更近。

5月12日晚9时,长江日报记者从中科院上海天文台新闻发布会上获悉,事件视界望远镜(EHT)合作组织发布银河系中心黑洞的首张照片。这是位于我们银河系中心的超大质量黑洞的首张照片,也是EHT合作组继2019年发布人类第一张黑洞照片、捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞之后的又一重大突破。

银河系中心黑洞露出真容

神似“甜甜圈”

发布会上介绍,这张照片为银河系中心超大质量黑洞SgrA*真实存在提供了首个直接视觉证据,为理解星系中心的“宇宙怪兽”提供了重要线索。

“这是一张期待已久的,关于我们银河系中心的大质量天体的真面目肖像。”据EHT合作组专家介绍,科学家之前已观测到众多的恒星围绕着银河系中心一个不可见的、致密的和质量极大的天体作轨道运动。这已强烈暗示这个被称作人马座A*的天体是一个黑洞,而12日发布的照片则提供了首个直接的视觉证据。

因为银河系中心黑洞距离地球有2.7万光年之遥,所以它的大小看上去与从地球上看38万千米远月亮上的甜甜圈大小差不多。为了给它拍这张照片,研究团队创建了观测利器EHT,由分布在全球六地的八个射电望远镜组成的一个犹如地球那么大的虚拟望远镜。EHT对SgrA*开展了多个晚上的观测,每次连续采集了好几个小时的数据,就如同相机的长时间曝光。

这是EHT合作组织继2019年发布人类第一张黑洞照片,捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞(M87*)之后的又一重大突破。尽管M87*比银河系中心的黑洞大1500多倍,也重1500多倍,但两个黑洞看起来格外相似。

“它们来自两种不同类型的星系,且具有极不相同的黑洞质量,但当我们聚焦在这些黑洞的边缘时,它们看起来神奇的'相似。”EHT合作组科研人员表示,“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造成的。”

全球八个望远镜共同捕捉

“冲洗”照片耗时5年

这项工作集结了来自全球80个研究机构共300多名研究人员,大陆参加成员有来自7家单位的17人,华中科技大学天文系常务副主任吴庆文教授是成员之一,也是武汉唯一参与其中的科学家。他研究黑洞活动相关理论研究二十余年,在两次黑洞照片拍摄中从事相关理论分析工作。当晚,长江日报记者连线吴庆文教授对最新发现进行解读。

他介绍,为了实现观测到黑洞的望远镜分辨率,EHT合作组将分布在地球不同地方的八台毫米波望远镜联网,组成了相当于地球直径的虚拟望远镜,即视界望远镜。由于需要极高的灵敏度,这些望远镜分布在多个高海拔地区,包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的内华达山脉、智利的阿塔卡马沙漠、南极点等。

“当使用EHT观测一个目标源时,每个望远镜都指向该目标,并记录下数据和精确的观测时间。其分辨率可以实现在地球上分辨月球上一枚硬币。”吴庆文说,视界望远镜即实现了“不仅能看得见”,还能“看得清楚”。观测完成后,记录在硬盘上的数据被送往超级计算机进行集中处理。超级计算机利用数据中心的精确时间,再将不同望远镜的数据联系起来。

“尽管SgrA*离我们更近,这项成果的得来却比M87*艰难得多。有‘不识庐山真面目,只缘身在此山中’的意味。”吴庆文说,我们身处银河系中,且银河系中心黑洞是离我们最近的超大质量黑洞,大家期待看到自己家园的这个超级怪兽。

但由于太阳系处在银道面上,所以我们向银河系中心看的时候会遭遇许多星际介质的散射,这非常类似于雾霾天气或有云的天气看太阳,为了更清晰地看清楚这个黑洞,需要建立更好的散射模型。

此外,黑洞周围的气体均以几乎接近光速绕着黑洞高速旋转。但SgrA*相对于第一张黑洞照片的M87*要小1500倍,这意味着,气体绕M87*一圈需要几天到数周时间,但绕SgrA*一圈只用几分钟,气体的亮度和图案快速变化,“有点像给一只正在追逐自己尾巴的小狗拍张清晰照片”,因此数据处理相对M87*来说更复杂。

“其实在2017年拍摄M87*黑洞照片时,就已经观测到了SgrA*,但因其拍摄难度和数据处理的复杂性,在5年后的今天才发布有关结果。”吴庆文说。

银河系中心黑洞照片公布,耗时5年3

5月12日晚,在中国上海等全球各地同时召开的新闻发布会上,天文学家向人们展示了位于银河系中心的超大质量黑洞的首张照片。这一成果给出了该天体就是黑洞的实证,为理解这种被认为居于大多数星系中心的“巨兽”的行为提供了宝贵线索。该照片由事件视界望远镜(EHT)合作组织这个国际研究团队,通过分布在全球的射电望远镜组网“拍摄”而成。

这是一张期待已久的关于银河系中心的大质量天体的真面目肖像。科学家之前已观测到众多的恒星围绕着银河系中心一个不可见的、致密的和质量极大的天体作轨道运动。这已强烈暗示这个被称作人马座A*(SagittariusA*:SgrA*)的天体是一个黑洞,而今天发布的照片则提供了首个直接的视觉证据。

因为黑洞不发光,所以我们看不见黑洞自身,但绕转的发光气体给出了其存在的信号:一个被亮环状结构围绕的暗弱中心区域(称之为阴影)。照片上显现出的(射电)光都是由该黑洞的强大引力弯曲所致,这个黑洞的质量超过了太阳质量的四百万倍。

银河系中心黑洞距离地球有二万七千光年之遥,为了拍这张照片,研究团队创建了观测利器EHT,由分布在全球六地的八个射电望远镜组成的一个犹如地球那么大的虚拟望远镜。EHT对SgrA*开展了多个晚上的观测,每次连续采集了好几个小时的数据,就如同相机的长时间曝光。

这是EHT合作组织继2019年发布人类第一张黑洞照片,捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞(M87*)之后的又一重大突破。

【银河系中心黑洞照片公布,耗时5年】

以上便是文章的全部内容,若感觉本文对您有用,可以点击文章下面的「收藏」,以防失联.同时欢迎大家分享这篇文章到朋友圈或转载到其它平台,记得注明来源出处.本文地址:http://www.speakel.com/keji/10966.html

收藏

update最近更新文章
推荐阅读
猜你喜欢
keji