第二张黑洞照片发布,相较于第一张有哪些新突破?

北京时间2022年5月12日晚9点,事件视界望远镜(EHT)合作组织正式发布了银河系中心#黑洞#人马座A*(Sgr A*)的首张照片。距离2019年4月10号人类首张黑洞照片发布,已经过去了3年。

继2019年人类历史首张黑洞照片发布后,又一张黑洞靓照来了!北京时间5月12日21时07分,银河系中心黑洞人马座A*(Sgr A*)的首张照片在中科院上海天文台揭开了面纱。

全球其他5个城市(比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国台北、日本东京、美国华盛顿)也都与上海同步公布了这张令天文学家兴奋的照片。

记得当时,已经引起了科学界的轰动,一直存在于理论里的物质。而今天我们又收获了第二张照片。

好吧,让我一同先来回顾一下银河系怪物——黑洞的第一张照片

2019年,“事件视界望远镜(EHT)合作”的国际团队拍摄了梅西耶87星系(M87)中的黑洞图像。这是有史以来首次拍摄的黑洞图像,现已被纽约现代艺术博物馆收藏。

在银河系隐藏着一个巨大的黑洞,它生活在我们银河系的中心,这颗被称为人马座A*的黑洞天体的质量是太阳质量的400万倍,而人类第一次拍摄到这个怪物的模样。

你看到的是黑洞所在的一个中心黑暗区域,由巨大引力加速的过热气体发出的光环绕。就尺度而言,这个环的大小大致相当于水星围绕我们恒星的轨道,大约6000万公里。幸运的是,这个怪物距离我们很远,距离我们26000光年,所以我们不会受到它的吞噬。

EHT使用了一种叫做甚长基线阵列干涉测量(VLBI)的技术来给黑洞拍照。从本质上说,它结合了一个由八个大间距无线电天线组成的网络,以模拟我们星球大小的望远镜。在2019年的时候,他们也拍摄了一张黑洞照片,不过不是银河系中心黑洞的照片。

而今天,我们看到了第二张黑洞照片,这个黑洞,离我们更近。

北京时间2022年5月12日晚9点,事件视界望远镜(EHT)合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A*(Sgr A*)的首张照片。这是EHT合作组织继2019年发布人类第一张黑洞照片,捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞之后的又一重大突破。

看到这张银河系中心黑洞照片,我们都感觉非常兴奋,因为距离2019年4月10号人类首张黑洞照片发布,已经过去了3年。而今,这张宝贵的照片又为我们提出了更多的问题,等待我们去探索和发现。

那么第二张黑洞照片于第一张照片有哪些新突破?

神似“甜甜圈”

发布会上介绍,这张照片为银河系中心超大质量黑洞Sgr A*真实存在提供了首个直接视觉证据,为理解星系中心的“宇宙怪兽”提供了重要线索。

“这是一张期待已久的,关于我们银河系中心的大质量天体的真面目肖像。”据EHT合作组专家介绍,科学家之前已观测到众多的恒星围绕着银河系中心一个不可见的、致密的和质量极大的天体作轨道运动。这已强烈暗示这个被称作人马座A*的天体是一个黑洞,而12日发布的照片则提供了首个直接的视觉证据。

因为银河系中心黑洞距离地球有2.7万光年之遥,所以它的大小看上去与从地球上看38万千米远月亮上的甜甜圈大小差不多。为了给它拍这张照片,研究团队创建了观测利器EHT,由分布在全球六地的八个射电望远镜组成的一个犹如地球那么大的虚拟望远镜。EHT对Sgr A*开展了多个晚上的观测,每次连续采集了好几个小时的数据,就如同相机的长时间曝光。

这是EHT合作组织继2019年发布人类第一张黑洞照片,捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞(M87*)之后的又一重大突破。尽管M87*比银河系中心的黑洞大1500多倍,也重1500多倍,但两个黑洞看起来格外相似。

比人类首张黑洞照片更难“拍”

尽管Sgr A*离我们更近,这张照片“拍起来”要比人类首张黑洞照片艰难得多。

来自斯图尔德天文台、亚利桑那大学天文系和数据科学所的EHT科学家Chi-kwan Chan解释道:“黑洞周围的气体均以几乎接近光速绕着Sgr A*和M87*高速旋转。气体绕转M87*一周需要几天到数周时间,但对相对小很多的Sgr A*来说,几分钟内气体即可绕转一周。这意味着在EHT观测Sgr A*时,该超大质量黑洞周围绕转气体的亮度和图案也在时刻快速变化着,有点像给一只正在追逐自己尾巴的小狗拍张清晰照片。”

来自中科院上海天文台的EHT合作成员路如森说:“确实,对银河系中心黑洞首次成像观测的数据分析耗费了EHT合作团队的巨大心血。”另一位来自上海天文台的EHT合作成员江悟补充道:“研究团队遍历了极大的成像参数空间,才得以确定这张黑洞照片。”

质量和类型区别大

新图片可能看起来与2019年的M87*非常相似,都像一个烤红的甜甜圈,但实际上,这两个黑洞的质量和周围的星系类型都有很大差别。

黑洞本身是完全黑暗的,但黑洞本身被一团明亮的发光气体环所包围,受到黑洞的巨大质量的影响,气体环被黑洞产生的引力所扭曲,同时不断消耗这些气体。

据研究人员测算,此次新拍出的「人马座A*」位于银河系中心区域,消耗气体的速度比M87*慢得多,而M87*位于一个巨大椭圆星系的中心,并喷射出强大的等离子体。

具体而言,M87*的质量相当于65亿个太阳,人马座A*只相当于400万个太阳,前者的范围半径高达105亿公里,后者只有2200万公里。

M87*距离地球非常遥远,达到5500万光年,而人马座A*可以说就在我们「自家门口」,距离地球仅27000光年。

对于一个天文爱好者,对于这样的发现真的超级激动,大家应该看过《星际穿越》因为在电影里面就有一个卡门图雅,当时就非常的好奇,黑洞到底是什么样子,但是听了今天 的报道,顿时觉得人类和黑洞又近了一步。

无论如何,相比较之前的M87,这张照片更显得亲近,因为这是我们自己星系黑洞的照片,而且它的拍摄难度更大。

让我们再一次感谢所有的科学工作者,感谢我们中国参与这项研究的科学家们,让我们一睹银河系中心黑洞的样子,天文探索,永不止步!

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