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中科院紫金山天文台专家揭秘黑洞首张官方认证像

摘要: 这次8台射电望远镜共同“拍”下的照片,将成为黑洞的首张“官方认证像”,它将帮助科学家排除早前勾画的错误的“黑洞模型图”,增进人们对黑洞及其周围极端物理过程的认识。

4月10日,“事件视界望远镜”(Event Horizon Telescope,简称EHT)项目在美国华盛顿、中国上海和台北、智利圣地亚哥、比利时布鲁塞尔、丹麦灵比和日本东京同时召开新闻发布会,以英语、汉语、西班牙语、丹麦语和日语发布一项重大成果——人类有史以来获得的第一张黑洞照片。

这一激动人心的成果,也受到了中国科学院天文大科学中心(CAMS)的支持,CAMS由中国国家天文台、紫金山天文台和上海天文台共同建立,是EHT的一个合作机构(EHT共有3个合作机构)的成员。上海天文台牵头组织协调国内学者通过该合作机构参与此次EHT项目合作,参与了位于美国夏威夷的东亚JCMT望远镜对黑洞的观测,多名中国学者是此次黑洞照片相关论文的作者。中国科学院国家天文台副台长薛随建指出,这次“算是重在参与”,但为在相关科研领域“机制性参与国际合作组织、逐渐发挥越来越重要的作用,做出了良好的示范”。

“这次观测的两个黑洞周围物质的温度超一百亿摄氏度,这些物质产生的射电辐射存在特定方向上的偏振。”中科院紫金山天文台研究员刘四明接受采访时介绍,早在2000年,他就参与了黑洞物理模型的研究,并发现了黑洞周围热气体辐射电磁波有“偏振”这个关键特点,完善了对黑洞的理论认知。“此次运用射电望远镜来获得黑洞成像,正是基于早前天文界对于黑洞电磁波‘偏振性质’的认识。”

射电星系核心的超大质量黑洞能发出两股方向相反的能量强大的高能等离子体束流。这些束流也可以产生射电辐射。在射电波长上,射电星系显得异常明亮,这使得它们很容易被射电望远镜发现,从而为研究宇宙结构的形成演化提供了有用的工具。

此次“事件视界望远镜”项目能够取得黑洞成像这一重大成果,有赖于全球6地的8个射电望远镜组成的“超能天团”,其中贡献最为关键是位于南极的射电望远镜,由于位置的特殊优势,它极大提高了成像的分辨率。“这是天文界首次在南极部署射电望远镜,如果没有它,此次观测的基线就不会那么长,分辨率自然不会有那么高。”刘四明打了个比方,此次“超能天团”实现的观测效果,相当于从北京看到位于上海的一根毛发,1000公里之外的毫厘,都清晰可见。

这次8台射电望远镜共同“拍”下的照片,将成为黑洞的首张“官方认证像”,它将帮助科学家排除早前勾画的错误的“黑洞模型图”,增进人们对黑洞及其周围极端物理过程的认识。

此次发布的照片来自于M87星系。“它虽然距离我们较远,但质量足够大。”刘四明说, M87星系中心黑洞,是目前发现的质量最大的黑洞之一,天文学家在观测中发现,它倾向着地球,而且在一个椭圆星系内,避开了漩涡星系盘面上的厚厚尘埃带,这都是M87成功拍摄的有利因素。

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