第二张黑洞照片来了！这个黑洞就在“家门口”
更新时间:2022-05-13
| ▎要明康德内容团队编辑 3年前，事件视界望远镜（EHT）拍下了史上首张黑洞照片，这张形似甜甜圈的图像描绘了5500万光年外，位于M87星系中心的巨大黑洞。伴随着这项近年来最令人机动的天文学发现，黑洞，这种宇宙中最神秘的天体终于揭开了神秘面纱。 现在，EHT又为我们拍下了第二张黑洞照片——这枚黑洞，就在我们“家门口”。 北京时间5月12日21时，EHT合作组织通过新闻发布会公布了银河系中心超大质量黑洞人马座 A*（Sgr A*）的照片。
▲银河系中心超大质量黑洞人马座 A*的照片（图片来源：EHT合作组织） 黑洞，是能吞噬周围一切事物的宇宙怪兽。由于极其致密，它们的时空曲率大到连光线都无法逃TUO。也正因如此，尽管物理学家早已在理论上证明了黑洞的存在，但我们始终无法真正看见这类天体。 好在，虽然黑洞本身是完全黑暗的，但它们周围却有围绕其旋转的发光气体。这些气体往往在旋转过程中靠近黑洞、最终被吞噬，但在消失之前，它们的光芒成为我们窥见黑洞的信号——如果能拍下被这样的亮环状结构围绕的中心黑暗区域，那么我们就拍下了黑洞照片。 这次拍下的人马座 A*黑洞距离地球大约2.7万光年，在我们看来，它在天空中的大小就相当于看向月球上的一枚甜甜圈。为了拍下这张照片，研究人员利用EHT在多个夜晚对准人马座 A*，进行连续数小时的数据收集。EHT是由8个遍布全球的色电望远镜组成的观测网络，它们共同构成了一个地球大小的虚拟望远镜，提供了强大的观测能力。 与3年前拍到的M87*黑洞相比，位于银河系中心的人马座 A*大小只有前者的千分之一，但这两枚黑洞看起来却十分相似。EHT科学委员会联合主席、阿姆斯特丹大学理论天体物理学家Sera Markoff教授说：“这是两个截然不同的星系，两枚黑洞的质量也相差甚大，但在靠近黑洞边缘的地方，它们看起来却惊人地相似。这告诉我们，广义相对论可以近距离支配这些天体，而我们在更远的地方能看到的差异，都是基于黑洞周围物质的差异。”
▲3年前，EHT拍摄的首张黑洞照片（图片来源：EHT合作组织） 值得一提的是，尽管直观上给距离更近的天体拍照要更容易，但实际上，拍摄人马座 A*要比3年前的首张黑洞照片困难得多。参与EHT项目的亚利桑那大学科学家Chi-kwan Chan博士说：“这两枚黑洞附近的气体以近乎一致的速度移动，这个速度几乎与光速相当。但由于M87*更大，气体需要数日至数周才能绕M87*一圈，而在人马座A*中仅需几分钟即可环绕一周。这意味着在观测过程中，人马座A*周围气体的亮度和形态会迅速变化。” 因此，研究团队需要开发更复杂的工具来解释人马座A*周围气体的运动。我们看到的人马座A*照片，其实是多张图像的平均值。除了开发复杂工具的挑战，来自全球80个研究机构的300多名研究人员还在5年的工作中，利用超级计算机分析这些数据，并利用一个前所未有的模拟黑洞库与观测结构进行对比。
▲人马座 A*的成像过程（图片来源：EHT合作组织） 研究人员尤其兴奋的是，他们获得了两个不同大小的黑洞照片，这为进一步的对照研究提供了条件。他们已经使用新的数据来检验超大质量黑洞周围气体行为的相关理论，而这些研究将帮助我们理解星系形成、演化的过程。 接下来，EHT仍将在持续的观测中为我们带来更多惊喜。就在今年3月，EHT完成了有更多望远镜参与的联合观测，这也赋予了EHT更强大的成像能力。而EHT的下一个重要目标，是给黑洞拍摄“电影”，揭开黑洞的更多秘密。 参考资料： [1] Astronomers reveal first image of the black hole at the heart of our galaxy. Retrieved May 12th, 2022 from https://eventhorizontelescope.org/blog/astronomers-reveal-first-image-black-hole-heart-our-galaxy 更多推荐
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