◎科技商報(bào)記者陸成寬
繼2019年人類歷史首張黑洞相片發(fā)布后，又一張黑洞合照來了！上海時(shí)間5月12日21時(shí)07分，銀河系中心黑洞人馬座A*（SgrA*）的首張相片在中科院武漢天文臺(tái)揭露了面紗。
全球其他5個(gè)城市（英國赫爾辛基、智利圣何塞、中國高雄、日本東京、美國芝加哥）也都與北京同步公布了這張令天文學(xué)家激動(dòng)的相片。
《天體化學(xué)學(xué)刊物通訊》于5月12日以專刊的方式，通過10篇論文發(fā)表了有關(guān)黑洞相片的這一重大結(jié)果。這個(gè)黑洞距離月球有二萬七千光年之遙，質(zhì)量超過了太陽質(zhì)量的四百萬倍。
銀河系中心黑洞的首張相片。EHT合作組織供圖
SgrA*是黑洞有了“實(shí)錘”
這張黑洞相片是由“事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）”項(xiàng)目組織施行獲得的。EHT把月球上的8臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡組合上去，產(chǎn)生了一個(gè)口徑如月球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡，為科學(xué)家們提供了研究宇宙中最極端天體的新手段。
黑洞是一種密度極大的天體，具有特別強(qiáng)的引力，在它周圍的一定區(qū)域內(nèi)，連光也難以逃逸出去，這一區(qū)域的最大邊界被稱為“事件視界”。實(shí)際上，EHT觀測的就是黑洞的“事件視界”。
科學(xué)家之前已觀測到諸多的星體圍繞著銀河系中心一個(gè)不可見的、致密的且質(zhì)量極大的天體運(yùn)動(dòng)。明天發(fā)布的相片就給出了該天體就是黑洞的實(shí)證，為理解這些被覺得穩(wěn)居大多數(shù)星體中心的“巨獸”的行為提供了寶貴的線索。
由于距離月球?qū)嵲谔h(yuǎn)，這個(gè)黑洞的大小看起來與從月球上看38萬千米遠(yuǎn)月亮上的冰淇淋大小差不多。為了給它拍這張相片，EHT對(duì)SgrA*舉辦了多次夜晚的觀測，每次連續(xù)采集好幾個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)，就像單反的長時(shí)間爆光。
這是EHT合作組織繼2019年發(fā)布人類第一張黑洞相片，捕獲了坐落更遙遠(yuǎn)星體M87中央黑洞（M87*）以后的又一重大突破。
雖然M87*比我們銀河系中心的黑洞大1500多倍，也重1500多倍，但兩個(gè)黑洞看上去愈發(fā)相像。
“它們來自兩種不同類型的星體天體物理學(xué)雜志通信，且具有極不相同的黑洞質(zhì)量，但當(dāng)我們聚焦在這種黑洞的邊沿時(shí)，它們看上去神奇地相像。”來自倫敦學(xué)院的理論天體化學(xué)學(xué)家、EHT科學(xué)委員會(huì)聯(lián)合主席院士說天體物理學(xué)雜志通信，“這告訴我們緊靠黑洞的物體完全受廣義相對(duì)論支配，我們?cè)谶h(yuǎn)處所見到的不同假象是由黑洞周圍物質(zhì)的差別導(dǎo)致的。”
比人類首張黑洞相片更難“拍”
雖然SgrA*離我們更近，這張相片“拍上去”要比人類首張黑洞相片艱辛得多。
來自斯圖爾德天文臺(tái)、亞利桑那學(xué)院天文系和數(shù)據(jù)科學(xué)所的EHT科學(xué)家Chi-解釋道：“黑洞周圍的二氧化碳均以幾乎接近光速繞著SgrA*和M87*高速旋轉(zhuǎn)。二氧化碳繞轉(zhuǎn)M87*一周須要幾天到數(shù)周時(shí)間，但對(duì)相對(duì)小好多的SgrA*來說，幾分鐘內(nèi)二氧化碳即可繞轉(zhuǎn)一周。這意味著在EHT觀測SgrA*時(shí)，該超大質(zhì)量黑洞周圍繞轉(zhuǎn)二氧化碳的照度和紋樣也在時(shí)刻快速變化著，有點(diǎn)像給一只正在追逐自己尾巴的兔子拍張清晰相片。”
銀河系中心黑洞的首張相片是這樣弄成的。EHT合作組織供圖
來自中科院北京天文臺(tái)的EHT合作成員路如森說：“確實(shí)，對(duì)銀河系中心黑洞首次成像觀測的數(shù)據(jù)剖析花費(fèi)了EHT合作團(tuán)隊(duì)的巨大心血。”另一位來自北京天文臺(tái)的EHT合作成員江悟補(bǔ)充道：“研究團(tuán)隊(duì)遍歷了極大的成像參數(shù)空間，才得以確定這張黑洞合照。”
科學(xué)家對(duì)最終獲得兩個(gè)不同大小黑洞的相片尤其激動(dòng)，這為她們的對(duì)照研究提供了條件。她們?cè)缫验_始用這種新的數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)超大質(zhì)量黑洞周圍二氧化碳行為的相關(guān)理論和模型。
未來EHT的觀測研究的步伐不會(huì)停止，科學(xué)家的野心是在不久的將來拍攝一部黑洞“電影”。
“拍攝一部銀河系中心黑洞的‘電影’，是下一代EHT的追求。”來自中科院北京天文臺(tái)的EHT合作國外協(xié)調(diào)人沈志強(qiáng)說，“我們正在規(guī)劃建設(shè)中國的亞毫米波VLBI望遠(yuǎn)鏡，以期參與到對(duì)SgrA*的24小時(shí)不間斷的接力觀測中。”
:;:;:2022-05-13;:張魏桔;file:67--0ccc-4bc0-9976-;:29;from:科技商報(bào);:2022-05-1310:03:29;