◎科技商报记者陆成宽
继2019年人类历史首张黑洞相片发布后,又一张黑洞合照来了!上海时间5月12日21时07分,银河系中心黑洞人马座A*(SgrA*)的首张相片在中科院武汉天文台揭露了面纱。
全球其他5个城市(英国赫尔辛基、智利圣何塞、中国高雄、日本东京、美国芝加哥)也都与北京同步公布了这张令天文学家激动的相片。
《天体化学学刊物通讯》于5月12日以专刊的方式,通过10篇论文发表了有关黑洞相片的这一重大结果。这个黑洞距离月球有二万七千光年之遥,质量超过了太阳质量的四百万倍。
银河系中心黑洞的首张相片。EHT合作组织供图
SgrA*是黑洞有了“实锤”
这张黑洞相片是由“事件视界望远镜(EHT)”项目组织施行获得的。EHT把月球上的8台射电望远镜组合上去,产生了一个口径如月球大小的“虚拟”望远镜,为科学家们提供了研究宇宙中最极端天体的新手段。
黑洞是一种密度极大的天体,具有特别强的引力,在它周围的一定区域内,连光也难以逃逸出去,这一区域的最大边界被称为“事件视界”。实际上,EHT观测的就是黑洞的“事件视界”。
科学家之前已观测到诸多的星体围绕着银河系中心一个不可见的、致密的且质量极大的天体运动。明天发布的相片就给出了该天体就是黑洞的实证,为理解这些被觉得稳居大多数星体中心的“巨兽”的行为提供了宝贵的线索。
由于距离月球实在太远,这个黑洞的大小看起来与从月球上看38万千米远月亮上的冰淇淋大小差不多。为了给它拍这张相片,EHT对SgrA*举办了多次夜晚的观测,每次连续采集好几个小时的数据,就像单反的长时间爆光。
这是EHT合作组织继2019年发布人类第一张黑洞相片,捕获了坐落更遥远星体M87中央黑洞(M87*)以后的又一重大突破。
虽然M87*比我们银河系中心的黑洞大1500多倍,也重1500多倍,但两个黑洞看上去愈发相像。
“它们来自两种不同类型的星体天体物理学杂志通信,且具有极不相同的黑洞质量,但当我们聚焦在这种黑洞的边沿时,它们看上去神奇地相像。”来自伦敦学院的理论天体化学学家、EHT科学委员会联合主席院士说天体物理学杂志通信,“这告诉我们紧靠黑洞的物体完全受广义相对论支配,我们在远处所见到的不同假象是由黑洞周围物质的差别导致的。”
比人类首张黑洞相片更难“拍”
虽然SgrA*离我们更近,这张相片“拍上去”要比人类首张黑洞相片艰辛得多。
来自斯图尔德天文台、亚利桑那学院天文系和数据科学所的EHT科学家Chi-解释道:“黑洞周围的二氧化碳均以几乎接近光速绕着SgrA*和M87*高速旋转。二氧化碳绕转M87*一周须要几天到数周时间,但对相对小好多的SgrA*来说,几分钟内二氧化碳即可绕转一周。这意味着在EHT观测SgrA*时,该超大质量黑洞周围绕转二氧化碳的照度和纹样也在时刻快速变化着,有点像给一只正在追逐自己尾巴的兔子拍张清晰相片。”
银河系中心黑洞的首张相片是这样弄成的。EHT合作组织供图
来自中科院北京天文台的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剖析花费了EHT合作团队的巨大心血。”另一位来自北京天文台的EHT合作成员江悟补充道:“研究团队遍历了极大的成像参数空间,才得以确定这张黑洞合照。”
科学家对最终获得两个不同大小黑洞的相片尤其激动,这为她们的对照研究提供了条件。她们早已开始用这种新的数据来检验超大质量黑洞周围二氧化碳行为的相关理论和模型。
未来EHT的观测研究的步伐不会停止,科学家的野心是在不久的将来拍摄一部黑洞“电影”。
“拍摄一部银河系中心黑洞的‘电影’,是下一代EHT的追求。”来自中科院北京天文台的EHT合作国外协调人沈志强说,“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SgrA*的24小时不间断的接力观测中。”
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