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中國新聞網-上海新聞
黑洞照片開啟直接觀測黑洞的序幕 天文學家期待更多發現
2019年04月15日 14:45   來源:中國新聞網  

  中新網上海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,引發廣泛而持續關注。不同于普羅大眾對黑洞照片“戲謔狂歡”的接力,天文學家表示,事件視界望遠鏡(EHT)成功獲得超大黑洞的第一個直接視覺證據,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發現和研究成果。

  “這次(獲得黑洞照片)是世界上望遠鏡協同觀測取得的巨大成功,開啟了直接觀測黑洞的序幕。”中國科學院國家天文臺副臺長薛隨建對中新社記者說,預計EHT這個1.3毫米波段的綜合孔徑成像技術還有很大的進步空間,例如增加更多望遠鏡,或者現有望遠鏡的升級還能使得成像更加清晰,對黑洞質量以及自轉參數測量精確。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,也驅動技術的不斷進步和迎接新挑戰,在更短的波段,比如亞毫米波,不斷提高成像的分辨率,去揭示更多的科學細節”。

  他指出,EHT項目這次發現的重大意義還在于展示了一個數百億公里范圍人類還無法認知的時空區域,在這里面所有的物理理論都無法自洽的描述其物理狀態,“人類認知的挑戰如此具體和實在,相信一定有突破的那一天,這也是天文學重大發現將又一次帶動物理學革命的鮮活實例”。

  人類首張黑洞照片的圖像揭示了室女座星系團中超大質量星系M87中心的黑洞,它距離地球5500萬光年,質量為太陽的65億倍。在EHT上海發布會上,中科院上海天文臺臺長沈志強研究員強調,“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果”。

  他接受媒體采訪時說,基礎科學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,觀測波段是1.3毫米。世界各地的射電望遠鏡同步觀測,同時利用地球自轉,形成一個口徑如地球大小的“虛擬”望遠鏡,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項目的中國科學家,不僅通過聯合運行位于夏威夷的James Clerk Maxwell望遠鏡(JCMT)開展觀測,還積極利用中日韓組成的東亞VLBI網,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技術測試,希望通過這樣一個新技術,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了黑洞的存在,同時也通過模擬觀測數據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、恒星級黑洞爆發現象研究創新團組負責人茍利軍指出,在EHT的工作過程和后來的數據分析過程中,科學家們發現,所觀測到的黑洞陰影和廣義相對論所預言的幾乎完全一致,“令人不禁再次感嘆愛因斯坦的偉大”。

  他認為,人類首張黑洞照片的另外一個重要意義在于,科學家們可以通過黑洞陰影的尺寸限制中心黑洞的質量,這次就對M87中心的黑洞質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,目前的黑洞細節分析還不完善。未來隨著更多望遠鏡加入,“我們期望看到黑洞周圍更多更豐富的細節,從而更深入地了解黑洞周圍的氣體運動、區分噴流的產生和集束機制,完善我們對于星系演化的認知與理解”。

  中科院上海天文臺研究員路如森說,經過近兩年的數據處理和分析,首次全球合作的EHT觀測數據獲得M87星系中央黑洞的圖像已經面世,為驗證廣義相對論提供了最直接的視覺證據。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,也是對目前結果的多重驗證。“如果說黑洞的圖像是EHT系統開出來的花朵,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黑洞的觀測數據仍在繼續分析中,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,這對理解黑洞周圍的物質吸積及噴流形成至關重要。同時,另一個最佳成像候選體——銀心黑洞的質量更加確定,相信隨著后續更多的觀測臺站加入EHT,以及數據質量(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)

注:請在轉載文章內容時務必注明出處!   編輯:王丹沁

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