銀河系中心黑洞的首張照片面世

銀河系中心黑洞“露出真容”。北京時間12日晚9時許，包括中國在內的全球多地天文學家同步公佈了這個超大品質黑洞—人馬座 A* （Sgr A*）的照片。相關研究成果以特刊形式發表在《天體物理學雜誌通訊》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”的第二個黑洞，也是銀河系中心超大品質黑洞真實存在的首個直接視覺證據。這個超大品質黑洞距離太陽系約2.7萬光年，品質超過太陽品質的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間均相同，都是由“事件視界望遠鏡”（EHT）合作組織，2017年通過分佈在地球上8個射電望遠鏡組成的、一個等效于地球般口徑大小的“虛擬望遠鏡”所拍攝。

 

2019年4月10日，“事件視界望遠鏡”（EHT）合作組織發佈了人類歷史上第一張黑洞照片。人類首次“看見”的那個黑洞，位於室女座一個巨橢圓星系M87中心，距離地球5500萬光年，品質是太陽的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，有什麼異同？

 

上海天文臺副研究員江悟説：“儘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。尤其是當我們聚焦在這些黑洞的邊緣時，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，我們在遠處所看到的不同表像，是由黑洞周圍物質的差異所造成。”

 

上海天文臺研究員路如森説：“通過分析這兩張黑洞照片，我們驚嘆于環的大小與愛因斯坦廣義相對論預測結果，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識，併為了解超大品質黑洞如何與周圍環境相互作用，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）

 

為什麼銀河系中心黑洞距離地球更近，照片卻比遙遠的M87黑洞“沖洗”出來晚了3年？

 

上海天文臺臺長、EHT合作國內協調人沈志強研究員解釋説，這是因為黑洞周圍的氣體，均以幾乎接近光速繞著這兩個黑洞高速旋轉。氣體繞轉M87黑洞一週需要幾天到數周時間，但對於相對小很多的銀河系中心黑洞來説，幾分鐘內氣體即可繞轉一週。這意味著就在EHT觀測之時，銀河系中心黑洞周圍繞轉氣體的亮度和圖案，也在更快速地變化著，因此“沖洗”處理更難。

 

EHT研究團隊花了五年時間，用超級計算機合成和分析數據，編纂了前所未有的黑洞模擬數據庫，與觀測結果進行嚴格比對，並提取出不同照片平均後的效果，最終得以將銀河系中心這個超大品質黑洞的“真實容貌”，第一次呈現出來。

 

 

上海天文臺天馬望遠鏡。新華社記者 張建松 攝

 

上海天文臺天馬望遠鏡是東亞VLBI觀測網的重要臺站。在2017年EHT全球聯合多波段觀測期間，天馬望遠鏡先後17次參加對這兩個黑洞的協同觀測，顯著提高了東亞VLBI網的觀測靈敏度，在微弱信號探測方面發揮作用。上海天文臺牽頭組織協調國內學者參與此次銀河系中心黑洞EHT項目合作。

 

“拍攝一部銀河系中心黑洞的‘電影’，是下一代EHT的追求。我們正在規劃建設中國的亞毫米波VLBI望遠鏡，以期參與到對銀河系中心黑洞的24小時不間斷的接力觀測中。”沈志強説。新華社上海5月12日電（記者張建松）