銀河系中心黑洞“露出真容”。北京時(shí)間12日晚9時(shí)許，包括中國在內(nèi)的全球多地天文學(xué)家同步公布了這個(gè)超大質(zhì)量黑洞—人馬座 A* （Sgr A*）的照片。相關(guān)研究成果以特刊形式發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志通訊》上。
銀河系中心黑洞的首張照片。（EHT合作組織提供）
這是人類“看見”的第二個(gè)黑洞，也是銀河系中心超大質(zhì)量黑洞真實(shí)存在的 直接視覺證據(jù)。這個(gè)超大質(zhì)量黑洞距離太陽系約2.7萬光年，質(zhì)量超過太陽質(zhì)量的400萬倍。
這張銀河系中心黑洞的照片，與人類看到的第一張黑洞照片拍攝者和拍攝時(shí)間均相同，都是由“事件視界望遠(yuǎn)鏡”（EHT）合作組織，2017年通過分布在地球上8個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡組成的、一個(gè)等效于地球般口徑大小的“虛擬望遠(yuǎn)鏡”所拍攝。
2019年4月10日，“事件視界望遠(yuǎn)鏡”（EHT）合作組織發(fā)布了人類歷史上第一張黑洞照片。人類首次“看見”的那個(gè)黑洞，位于室女座一個(gè)巨橢圓星系M87中心，距離地球5500萬光年，質(zhì)量是太陽的65億倍。
人類拍攝的首張黑洞照片。（EHT合作組織提供）
比較這兩張黑洞照片，有什么異同？
上海天文臺(tái)副研究員江悟說：“盡管銀河系中心黑洞比M87黑洞小了1500多倍，也輕了1500多倍，但這兩種不同類型星系的黑洞看起來很相似。尤其是當(dāng)我們聚焦在這些黑洞的邊緣時(shí)，看起來更是神奇地相似。這告訴我們，靠近黑洞的物體完全受廣義相對論支配，我們在遠(yuǎn)處所看到的不同表象，是由黑洞周圍物質(zhì)的差異所造成。”
上海天文臺(tái)研究員路如森說：“通過分析這兩張黑洞照片，我們驚嘆于環(huán)的大小與愛因斯坦廣義相對論預(yù)測結(jié)果，出奇地一致。這些前所未有的觀測，極大地提升了我們對銀河系中心的認(rèn)識(shí)，并為了解超大質(zhì)量黑洞如何與周圍環(huán)境相互作用，提供了全新視角。”
銀河系中心黑洞的首張照片是這樣做成的。（EHT合作組織提供）
為什么銀河系中心黑洞距離地球更近，照片卻比遙遠(yuǎn)的M87黑洞“沖洗”出來晚了3年？
上海天文臺(tái)臺(tái)長、EHT合作國內(nèi)協(xié)調(diào)人沈志強(qiáng)研究員解釋說，這是因?yàn)楹诙粗車臍怏w，均以幾乎接近光速繞著這兩個(gè)黑洞高速旋轉(zhuǎn)。氣體繞轉(zhuǎn)M87黑洞一周需要幾天到數(shù)周時(shí)間，但對于相對小很多的銀河系中心黑洞來說，幾分鐘內(nèi)氣體即可繞轉(zhuǎn)一周。這意味著就在EHT觀測之時(shí)，銀河系中心黑洞周圍繞轉(zhuǎn)氣體的亮度和圖案，也在更快速地變化著，因此“沖洗”處理更難。
EHT研究團(tuán)隊(duì)花了五年時(shí)間，用超級計(jì)算機(jī)合成和分析數(shù)據(jù)，編纂了前所未有的黑洞模擬數(shù)據(jù)庫，與觀測結(jié)果進(jìn)行嚴(yán)格比對，并提取出不同照片平均后的效果，最終得以將銀河系中心這個(gè)超大質(zhì)量黑洞的“真實(shí)容貌”，第一次呈現(xiàn)出來。
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