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银河系中心的第一张黑洞照片

2022年5月12日

美高梅app下载学院研究员Ziri Younsi博士组成的一个全球团队拍摄了美高梅app下载银河系中心的第一张超大质量黑洞的照片.

这是银河系中心超大质量黑洞的第一张照片

这一结果提供了压倒性的证据,证明该物体确实是一个黑洞,并提供了有关这些庞然大物运作的宝贵线索, 哪些被认为位于大多数星系的中心. 

图像, 由视界望远镜(EHT)合作项目制作, 利用世界范围内的射电望远镜网络进行观测, 这是人们期待已久的对银河系中心大质量物体的观察. 

科学家们以前曾看到过恒星围绕着看不见的物体运行, 紧凑的, 在银河系的中心非常巨大. 这强烈地表明,这个被称为人马座A* (Sgr A*)的物体, 读作“sadge-ay-star”)——是一个黑洞, 今天的图像提供了第一个直接的视觉证据.

虽然美高梅app下载看不见黑洞本身, 因为它是完全黑暗的, 它周围发光的气体揭示了一个泄密的特征:一个黑暗的中心区域(称为“阴影”)被一个明亮的环状结构包围. 新的观点捕捉到了被黑洞强大引力弯曲的光, 它的质量是太阳的400万倍.

Ziri Younsi博士(美高梅app下载学院穆拉德空间科学实验室), EHT合作成员和描述新发现的研究论文的共同作者, 他说:“美高梅app下载的研究结果是迄今为止证明银河系中心存在黑洞的最有力证据. 这个黑洞是将星系粘合在一起的胶水. 它是美高梅app下载理解银河系如何形成以及未来如何演变的关键.

“这张照片是数百名科学家在过去5年里不懈努力的结果. 由于星光的朦胧,这尤其具有挑战性, 灰尘, 以及地球和银河中心之间的气体, 以及来自Sgr A*的光的模式迅速变化的事实, 在几分钟内. 但现在美高梅app下载有了全面的发现,这项工作为美高梅app下载理解黑洞打开了新的篇章.”

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来自世界各地80个研究所的300多名研究人员的聪明才智使这一努力成为可能,这些研究人员共同组成了EHT合作项目. 除了开发复杂的工具来克服成像Sgr A*的挑战, 这个团队严谨地工作了五年, 利用超级计算机来组合和分析他们的数据, 与此同时,美高梅app下载还编译了一个前所未有的模拟黑洞库,以与观测结果进行比较. 
 

Younsi博士, 美高梅app下载 UKRI史蒂芬·霍金研究员,最近被任命为EHT科学委员会成员, 帮助进行了许多模拟, 他是用来生成整个库近200万张Sgr A*模拟图像的两种代码之一的作者.

EHT项目科学家Geoffrey Bower博士, 来自天文和天体物理研究所, 台湾中央研究院, 台北和夏威夷大学在Mānoa, US, 他说:“美高梅app下载惊讶地发现,这个戒指的大小与爱因斯坦广义相对论的预测相差甚远. 这些前所未有的观测极大地提高了美高梅app下载对银河系中心发生的事情的理解.”

EHT小组的研究结果发表在今天的特刊上 天体物理学杂志通讯

因为黑洞大约是27,离地球有000光年远, 在美高梅app下载看来,它在天空中的大小与月球上的橙子差不多. 想象一下, 该团队创造了强大的EHT, 它将地球上现有的8个射电天文台连接在一起,形成一个“地球大小”的虚拟望远镜.

EHT在多个夜晚对Sgr A*进行了观测, 连续数小时收集数据, 类似于在相机上使用长时间曝光.

在这一突破之前,EHT合作组织于2019年发布了第一张黑洞图像, 叫M87 *, 位于更遥远的梅西耶87星系的中心.

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Sera Markoff教授, 阿姆斯特丹大学EHT科学理事会联合主席, 荷兰, 说: “美高梅app下载有两种完全不同类型的星系和两个截然不同的黑洞质量, 但在靠近黑洞边缘的地方,它们看起来惊人地相似. 这告诉美高梅app下载,广义相对论支配着这些近距离物体,美高梅app下载在远处看到的任何差异一定是由于周围物质的差异.”
 

EHT天文和天体物理研究所的科学家浅田圭一博士说, 台湾中央研究院, 台北, 他说:“现在美高梅app下载可以研究这两个超大质量黑洞之间的差异,并且在这些极端环境下测试重力方面比以往任何时候都要深入得多.”

这项成就比M87*要困难得多, 即使Sgr A*离美高梅app下载更近. EHT科学家陈志坤博士(CK), 来自Steward天文台, 亚利桑那大学天文系, US, 他说:“两个黑洞附近的气体以接近光速的速度运行. 但气体需要数天到数周才能绕较大的M87*运行, 对于小得多的Sgr A*来说,它的轨道只需要几分钟就能完成. 这意味着Sgr A*周围气体的亮度和模式随着EHT的观测而迅速变化.”

研究人员不得不开发出复杂的新工具来解释Sgr A*周围的气体运动. 而M87*比较简单, 稳定的目标, 几乎所有的图像看起来都一样, Sgr A*的情况并非如此. Sgr A*黑洞的图像是该团队提取的不同图像的平均值, 终于第一次揭示了潜伏在银河系中心的巨大天体. 

EHT的进展仍在继续:2022年3月的一项重大观测活动包括了比以往任何时候都多的望远镜. EHT网络的不断扩展和重大的技术升级将使科学家们在不久的将来分享更令人印象深刻的黑洞图像和电影.

链接

图像

  • 这是人马座A*(简称Sgr A*)的第一张照片, 银河系中心的超大质量黑洞. 这是该黑洞存在的第一个直接视觉证据. 它是由事件视界望远镜(EHT)捕捉到的, 这个阵列将地球上现有的八个射电天文台连接在一起,形成一个“地球大小”的虚拟望远镜. 该望远镜以“视界”命名。, 黑洞的边界,在此范围内任何光都无法逃逸. 虽然美高梅app下载看不到视界本身, 因为它不能发光, 围绕黑洞旋转的发光气体揭示了一个泄密的特征:一个黑暗的中心区域(称为“阴影”)被一个明亮的环状结构包围. 新的观点捕捉到了被黑洞强大引力弯曲的光, 它的质量是太阳的400万倍. Sgr A*黑洞的图像是EHT合作小组从2017年观测中提取的不同图像的平均值. 来源:EHT合作

Video

  • 从上到下:研究人员创建了大约1.800万个模拟人马座A*的计算机模型,并将它们缩小到几个最适合的模型, 最好的在这个视频中展示. 这是射电望远镜如果有无限分辨率可能观测到的. 信贷: Ziri Younsi, Christian M. Fromm,水野洋介 & 卢西亚诺Rezzolla
  • 中间:“银河系中心黑洞的第一张照片.图源:美高梅app下载学院/ FILMBRIGHT

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