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    黑洞照片开启直接观测黑洞的序幕 天文学家期待更多发现

    2019-04-11 15:32:09 孙自法 来源:中国新闻网  责任编辑:周冬   我来说两句

    中新网上海4月11日电(记者 孙自法) 人类首张黑洞照片北京时间10日晚在全球多地同步“惊艳”亮相,引发广泛而持续关注。不同于普罗大众对黑洞照片“戏谑狂欢”的接力,天文学家表示,事件视界望远镜(EHT)成功获得超大黑洞的第一个直接视觉证据,不仅首次试验验证了爱因斯坦的广义相对论,也开启了直接观测黑洞的序幕,期待未来有更多科学发现和研究成果。

    “这次(获得黑洞照片)是世界上望远镜协同观测取得的巨大成功,开启了直接观测黑洞的序幕。”中国科学院国家天文台副台长薛随建对中新社记者说,预计EHT这个1.3毫米波段的综合孔径成像技术还有很大的进步空间,例如增加更多望远镜,或者现有望远镜的升级还能使得成像更加清晰,对黑洞质量以及自转参数测量精确。同时,也有望扩大观测样本,实际上每个星系的中心都隐藏一个大质量的黑洞,以更加精确检验广义相对论理论。“这方面人类的好奇心,也驱动技术的不断进步和迎接新挑战,在更短的波段,比如亚毫米波,不断提高成像的分辨率,去揭示更多的科学细节”。

    他指出,EHT项目这次发现的重大意义还在于展示了一个数百亿公里范围人类还无法认知的时空区域,在这里面所有的物理理论都无法自洽的描述其物理状态,“人类认知的挑战如此具体和实在,相信一定有突破的那一天,这也是天文学重大发现将又一次带动物理学革命的鲜活实例”。

    全世界200多位科学家合作完成的一项重大天文学成果——人类首张黑洞照片,北京时间4月10日晚在全球多地同步发布。事件视界望远镜(EHT)宣布,已成功获得超大黑洞的第一个直接视觉证据,该黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞,它距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。

    人类首张黑洞照片的图像揭示了室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞,它距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。在EHT上海发布会上,中科院上海天文台台长沈志强研究员强调,“对M87中心黑洞的顺利成像绝不是EHT国际合作的终点站,我们期望也相信在不久的将来EHT会有更多令人兴奋的结果”。

    他接受媒体采访时说,基础科学研究的国际合作是大势所趋,希望通过成功开展EHT国际合作,能提升中国在黑洞探测等方面的研究能力,并未来参与国际大项目合作有很好的借鉴作用。

    EHT观测使用了甚长基线干涉测量(VLBI)技术,观测波段是1.3毫米。世界各地的射电望远镜同步观测,同时利用地球自转,形成一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜,最终成功获得5500万光年外的超大黑洞照片。

    沈志强介绍,参与EHT项目的中国科学家,不仅通过联合运行位于夏威夷的James Clerk Maxwell望远镜(JCMT)开展观测,还积极利用中日韩组成的东亚VLBI网,在整个EHT项目观测期间对M87黑洞进行非常密集的观测。因为波长越短,分辨本领越高,中科院上海天文台希望从1.3毫米迈向更短的波长,已在今年3月份开展新的1毫米VLBI技术测试,希望通过这样一个新技术,在更短波长上的探测,能够得到更多来自银河系中心(银心)黑洞、M87超大质量黑洞以及更多宇宙间黑洞的信息。

    “这次的直接成像除了帮助我们直接确认了黑洞的存在,同时也通过模拟观测数据对爱因斯坦的广义相对论做出了验证。”中科院国家天文台研究员、恒星级黑洞爆发现象研究创新团组负责人苟利军指出,在EHT的工作过程和后来的数据分析过程中,科学家们发现,所观测到的黑洞阴影和广义相对论所预言的几乎完全一致,“令人不禁再次感叹爱因斯坦的伟大”。

    他认为,人类首张黑洞照片的另外一个重要意义在于,科学家们可以通过黑洞阴影的尺寸限制中心黑洞的质量,这次就对M87中心的黑洞质量做出一个独立的测量。不过,受限于观测分辨率和灵敏度等因素,目前的黑洞细节分析还不完善。未来随着更多望远镜加入,“我们期望看到黑洞周围更多更丰富的细节,从而更深入地了解黑洞周围的气体运动、区分喷流的产生和集束机制,完善我们对于星系演化的认知与理解”。

    中科院上海天文台研究员路如森说,经过近两年的数据处理和分析,首次全球合作的EHT观测数据获得M87星系中央黑洞的图像已经面世,为验证广义相对论提供了最直接的视觉证据。JCMT还将新安装一个345GHz的接收机用来进行下一轮EHT观测,这意味着未来将得到更清楚的VLBI图像,也是对目前结果的多重验证。“如果说黑洞的图像是EHT系统开出来的花朵,那就让这朵花开得更绚丽些吧”。

    他表示,对M87黑洞的顺利成像将激发人们对于黑洞研究的更多兴趣和热情。目前,对2017年M87黑洞的观测数据仍在继续分析中,研究人员希望通过对辐射的偏振研究来获取黑洞周围的磁场性质,这对理解黑洞周围的物质吸积及喷流形成至关重要。同时,另一个最佳成像候选体——银心黑洞的质量更加确定,相信随着后续更多的观测台站加入EHT,以及数据质量(灵敏度)的提升,“我们完全有理由相信,在不久的将来EHT能够获得银心黑洞更加清晰的图像”。(完)

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