English
聯系我們
網站地圖
郵箱
舊版回顧



我國天文學家參與全球超大黑洞觀測 獲得首張黑洞照片

文章來源:上海天文臺   發布時間:2019-04-10  【字號:     】  

[video:20190410人類首張黑洞照片問世]

  北京時間4月10日21時,事件視界望遠鏡(EHT)合作組織協調全球六地(比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國上海和臺北、日本東京、美國華盛頓)召開聯合新聞發布會,宣布天文學家已成功獲得超大黑洞的第一個直接視覺證據。《天體物理學雜志通信》(APJL)以特刊形式通過6篇論文發表了這一重大結果。該黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質量星系Messier 87(M87)中心黑洞的“面貌”。該黑洞距離地球5500萬光年,質量為太陽的65億倍。

  EHT是一個通過國際合作實現的、由8個分布在各種具有挑戰性高海拔地區的地面射電望遠鏡組成的觀測陣列和全球網絡,旨在通過形成一個口徑如地球大小的“虛擬”望遠鏡來捕捉黑洞圖像,所達到的靈敏度和分辨本領都是前所未有的。EHT使用新穎的系統連接現有的望遠鏡,成為一種具有最高角分辨本領的新觀測設備,為科學家們提供了研究宇宙中最極端天體的新手段。EHT觀測使用甚長基線干涉測量(VLBI)技術,觀測波段是1.3毫米,達到的分辨率約20微角秒,足以在巴黎的一家路邊咖啡館閱讀紐約的報紙。

  EHT項目有來自非洲、亞洲、歐洲、北美洲、南美洲的200余名研究人員參與,是全球團隊合作的典范。EHT項目獲得美國國家科學基金會(NSF)、歐盟歐洲研究理事會(ERC)和包括中國科學院天文大科學中心(CAMS)在內的東亞資助機構支持。CAMS由中科院國家天文臺、紫金山天文臺和上海天文臺共同建立,是EHT的一個合作機構的成員。上海天文臺牽頭組織協調國內學者通過該合作機構參與此次EHT項目合作。

  參與此次觀測的望遠鏡包括ALMA、APEX、IRAM 30米望遠鏡、James Clerk Maxwell望遠鏡(JCMT)、大毫米波望遠鏡(LMT)、亞毫米波陣(SMA)、亞毫米波望遠鏡(SMT)和南極望遠鏡(SPT),其中JCMT目前由東亞天文臺負責運營。德國馬普射電天文研究所和美國麻省理工學院海斯塔克天文臺的專用超級計算機負責原始觀測數據的互相關工作。隨著IRAM NOEMA天文臺、格陵蘭望遠鏡和基特峰望遠鏡的加入,未來EHT的靈敏度還將顯著提高。

  來自天體物理中心/哈佛大學及史密松寧學會的EHT項目主任Sheperd S. Doeleman說:“我們捕獲到了黑洞的首張照片,這是一項由200多位科研人員組成的團隊完成的非凡的科研成果。”“我們已經取得了上一代人認為不可能做到的事情,技術的突破、世界上最好的射電天文臺之間的合作、創新的算法都匯聚到一起,打開了一個關于黑洞和事件視界的全新窗口。”

  黑洞是一種被極度壓縮的宇宙天體,在一個很小的區域內包含著令人難以置信的質量。這種天體的存在以極端的方式影響著周圍環境,讓時空彎曲,并將周圍的氣體吸進來。在此過程中,氣體的引力能轉化成熱能,因此氣體的溫度變得很高,會發出強烈的輻射。超大質量黑洞是相當小的天體,以至于幾乎很難被直接看到。由于黑洞的尺寸正比于它的質量,黑洞質量越大,黑洞陰影越大。M87中心的黑洞質量巨大,又相對接近我們,是從地球上看過去角直徑最大的黑洞之一,也因此成為EHT的一個完美目標。

  EHT科學委員會主席、來自荷蘭拉德堡德大學的Heino Falcke解釋說:“如此一來,黑洞就像沉浸在一片類似發光氣體的明亮區域內,我們預期黑洞會形成一個類似陰影的黑暗區域。這正是愛因斯坦廣義相對論所預言的,可我們以前從未見過。”“這個暗影的形成,源于光線的引力彎曲和黑洞視界對光子的捕獲。暗影揭示了黑洞這類迷人天體的很多本質,也使得我們能夠測量M87中心黑洞的巨大質量。”

  多次獨立的EHT觀測通過多個校準以及不同的成像方法均揭示了一個環狀結構及其中心的暗弱區域,即黑洞陰影。EHT董事會成員、EHT項目合作伙伴東亞天文臺臺長Paul Ho評論道:“一旦我們成功對黑洞陰影成像,就可以將觀測結果與理論預言相比較,檢驗考慮了時空彎曲、超高溫及超強磁場等物理性質在內的大量模型。令人驚訝的是,我們所觀測到圖像的許多特征與理論預言相一致,這使得我們對觀測的理論解釋,包括對黑洞質量的測量都充滿信心。”

  中科院上海天文臺臺長沈志強說:“對M87中心黑洞的順利成像絕不是EHT國際合作的終點站,我們期望也相信在不久的將來EHT會有更多令人興奮的結果。”

天文學家捕獲的首張黑洞照片




(責任編輯:程博)

附件:

專題推薦

相關新聞


© 1996 - 中國科學院 版權所有 京ICP備05002857號  京公網安備110402500047號  聯系我們

地址:北京市三里河路52號 郵編:100864

吉林快3