黑洞照片開啟直接觀測黑洞的序幕天文學(xué)家期待更多發(fā)現(xiàn)

2019-04-11 15:32 作者：孫自法中國新聞網(wǎng) 責(zé)任編輯：周冬

摘要：(記者孫自法)人類首張黑洞照片北京時間10日晚在全球多地同步“驚艷”亮相，引發(fā)廣泛而持續(xù)關(guān)注。人類首張黑洞照片的圖像揭示了室女座星系團中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞，它距離地球5500萬光年，質(zhì)量為太陽的65億倍。

中新網(wǎng)上海4月11日電(記者孫自法) 人類首張黑洞照片北京時間10日晚在全球多地同步“驚艷”亮相，引發(fā)廣泛而持續(xù)關(guān)注。不同于普羅大眾對黑洞照片“戲謔狂歡”的接力，天文學(xué)家表示，事件視界望遠(yuǎn)鏡(EHT)成功獲得超大黑洞的第一個直接視覺證據(jù)，不僅首次試驗驗證了愛因斯坦的廣義相對論，也開啟了直接觀測黑洞的序幕，期待未來有更多科學(xué)發(fā)現(xiàn)和研究成果。

“這次(獲得黑洞照片)是世界上望遠(yuǎn)鏡協(xié)同觀測取得的巨大成功，開啟了直接觀測黑洞的序幕。”中國科學(xué)院國家天文臺副臺長薛隨建對中新社記者說，預(yù)計EHT這個1.3毫米波段的綜合孔徑成像技術(shù)還有很大的進步空間，例如增加更多望遠(yuǎn)鏡，或者現(xiàn)有望遠(yuǎn)鏡的升級還能使得成像更加清晰，對黑洞質(zhì)量以及自轉(zhuǎn)參數(shù)測量精確。同時，也有望擴大觀測樣本，實際上每個星系的中心都隱藏一個大質(zhì)量的黑洞，以更加精確檢驗廣義相對論理論。“這方面人類的好奇心，也驅(qū)動技術(shù)的不斷進步和迎接新挑戰(zhàn)，在更短的波段，比如亞毫米波，不斷提高成像的分辨率，去揭示更多的科學(xué)細(xì)節(jié)”。

他指出，EHT項目這次發(fā)現(xiàn)的重大意義還在于展示了一個數(shù)百億公里范圍人類還無法認(rèn)知的時空區(qū)域，在這里面所有的物理理論都無法自洽的描述其物理狀態(tài)，“人類認(rèn)知的挑戰(zhàn)如此具體和實在，相信一定有突破的那一天，這也是天文學(xué)重大發(fā)現(xiàn)將又一次帶動物理學(xué)革命的鮮活實例”。

全世界200多位科學(xué)家合作完成的一項重大天文學(xué)成果——人類首張黑洞照片，北京時間4月10日晚在全球多地同步發(fā)布。事件視界望遠(yuǎn)鏡(EHT)宣布，已成功獲得超大黑洞的第一個直接視覺證據(jù)，該黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞，它距離地球5500萬光年，質(zhì)量為太陽的65億倍。

人類首張黑洞照片的圖像揭示了室女座星系團中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞，它距離地球5500萬光年，質(zhì)量為太陽的65億倍。在EHT上海發(fā)布會上，中科院上海天文臺臺長沈志強研究員強調(diào)，“對M87中心黑洞的順利成像絕不是EHT國際合作的終點站，我們期望也相信在不久的將來EHT會有更多令人興奮的結(jié)果”。

他接受媒體采訪時說，基礎(chǔ)科學(xué)研究的國際合作是大勢所趨，希望通過成功開展EHT國際合作，能提升中國在黑洞探測等方面的研究能力，并未來參與國際大項目合作有很好的借鑒作用。

EHT觀測使用了甚長基線干涉測量(VLBI)技術(shù)，觀測波段是1.3毫米。世界各地的射電望遠(yuǎn)鏡同步觀測，同時利用地球自轉(zhuǎn)，形成一個口徑如地球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡，最終成功獲得5500萬光年外的超大黑洞照片。

沈志強介紹，參與EHT項目的中國科學(xué)家，不僅通過聯(lián)合運行位于夏威夷的James Clerk Maxwell望遠(yuǎn)鏡(JCMT)開展觀測，還積極利用中日韓組成的東亞VLBI網(wǎng)，在整個EHT項目觀測期間對M87黑洞進行非常密集的觀測。因為波長越短，分辨本領(lǐng)越高，中科院上海天文臺希望從1.3毫米邁向更短的波長，已在今年3月份開展新的1毫米VLBI技術(shù)測試，希望通過這樣一個新技術(shù)，在更短波長上的探測，能夠得到更多來自銀河系中心(銀心)黑洞、M87超大質(zhì)量黑洞以及更多宇宙間黑洞的信息。

“這次的直接成像除了幫助我們直接確認(rèn)了黑洞的存在，同時也通過模擬觀測數(shù)據(jù)對愛因斯坦的廣義相對論做出了驗證。”中科院國家天文臺研究員、恒星級黑洞爆發(fā)現(xiàn)象研究創(chuàng)新團組負(fù)責(zé)人茍利軍指出，在EHT的工作過程和后來的數(shù)據(jù)分析過程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，所觀測到的黑洞陰影和廣義相對論所預(yù)言的幾乎完全一致，“令人不禁再次感嘆愛因斯坦的偉大”。

他認(rèn)為，人類首張黑洞照片的另外一個重要意義在于，科學(xué)家們可以通過黑洞陰影的尺寸限制中心黑洞的質(zhì)量，這次就對M87中心的黑洞質(zhì)量做出一個獨立的測量。不過，受限于觀測分辨率和靈敏度等因素，目前的黑洞細(xì)節(jié)分析還不完善。未來隨著更多望遠(yuǎn)鏡加入，“我們期望看到黑洞周圍更多更豐富的細(xì)節(jié)，從而更深入地了解黑洞周圍的氣體運動、區(qū)分噴流的產(chǎn)生和集束機制，完善我們對于星系演化的認(rèn)知與理解”。

中科院上海天文臺研究員路如森說，經(jīng)過近兩年的數(shù)據(jù)處理和分析，首次全球合作的EHT觀測數(shù)據(jù)獲得M87星系中央黑洞的圖像已經(jīng)面世，為驗證廣義相對論提供了最直接的視覺證據(jù)。JCMT還將新安裝一個345GHz的接收機用來進行下一輪EHT觀測，這意味著未來將得到更清楚的VLBI圖像，也是對目前結(jié)果的多重驗證。“如果說黑洞的圖像是EHT系統(tǒng)開出來的花朵，那就讓這朵花開得更絢麗些吧”。

他表示，對M87黑洞的順利成像將激發(fā)人們對于黑洞研究的更多興趣和熱情。目前，對2017年M87黑洞的觀測數(shù)據(jù)仍在繼續(xù)分析中，研究人員希望通過對輻射的偏振研究來獲取黑洞周圍的磁場性質(zhì)，這對理解黑洞周圍的物質(zhì)吸積及噴流形成至關(guān)重要。同時，另一個最佳成像候選體——銀心黑洞的質(zhì)量更加確定，相信隨著后續(xù)更多的觀測臺站加入EHT，以及數(shù)據(jù)質(zhì)量(靈敏度)的提升，“我們完全有理由相信，在不久的將來EHT能夠獲得銀心黑洞更加清晰的圖像”。(完)

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關(guān)鍵詞：事件視界室女座星系團