揭开银河系中心超大质量黑洞人马座A星的神秘面纱

揭开银河系中心超大质量黑洞人马座A星的神秘面纱

银河系中心超大质量黑洞人马座A星的第一张照片

揭开银河系中心超大质量黑洞人马座A星的神秘面纱

夏季银河

揭开银河系中心超大质量黑洞人马座A星的神秘面纱

黑洞理论模式模拟(图片来源:“中研院”记者会影像)

(神秘的地球uux.cn报道)据台北市立天文科学教育馆网站(编辑 林琦峰):台湾“中央研究院”天文及天文物理研究所参与「事件视界望远镜(Event Horizon Telescope, EHT)」国际合作计划,观测银河系中心超大质量黑洞研究成效卓越,于5月12日晚间举办全球同步记者会,公布银河系中心超大质量黑洞的第一张影像,亦成为银河系中心黑洞存在的「第一个直接观测证据」。

事件视界望远镜科学团队(EHT),曾在2019年拍摄了第一张位于室女座M87星系中心的超大质量黑洞剪影,震惊全世界。事隔三年,又公告这「开创性」的讯息,其内容就是科学家们追踪多年的银河系中心区域,那个看不见的超大质量致密天体,名为人马座A星(简写为Sgr A*)。 Sgr A*黑洞与 M87星系中心黑洞图像拥有相同的环状结构和剪影。黑洞强大的重力,导致事件视界外,光子的运动轨迹形成弯曲状态,这两个黑洞的明亮光环形状与大小,其结果亦验证广义相对论预测。本突破性发现有助于进一步理解银河系中心,以及此巨大黑洞如何与周围环境相互作用。

先来比较这两黑洞的差异,位于M87星系中心的黑洞质量约为太阳的65亿倍,距离地球约为5500万光年;而位于银河系中心的黑洞质量约为太阳的430万倍,距离地球约为2.5万光年,两者质量相差约1500倍,距离差了2000倍。而针对观测难度而言,银河系中心的黑洞离地球较近,其在天空中的张角比较大,但受银河系盘面大量星系介质的影响,其观测难度将大大提升。并且在黑洞周围,物质环绕的时间尺度较大的黑洞所花时间较长,相对之下Sgr A*黑洞周围物质环绕速度较快,事件视界望远镜科学团队利用特长基线干涉技术(VLBI)观测,对Sgr A*黑洞来说就太慢了。

“中央研究院”天文及天文物理研究所研究员陈明堂表示,本次公布的黑洞影像由全球8座望远镜共同完成,“中研院”负责运转或参与建造的望远镜就有3座:「次毫米波阵列望远镜(SMA)」、「马克斯威次毫米波望远镜(JCMT)」,及「阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)」,皆成为解开本世纪科学之谜的重要工具。事件视界望远镜科学团队(EHT),克服了上述观测上的困难,成功解开银河系中心黑洞的面纱。

另外,事件视界望远镜科学团队(EHT)在黑洞理论数值模拟,利用相对论性磁流体力学(General Relativistic Magnetohydrodynamics),成功模拟出黑洞周围强重力场、磁场与流体的环境。研究团队透过理论数值模拟,产出180万张黑洞影像,及130万个黑洞系统光谱,并利用Sgr A*黑洞11项观测结果当筛选条件,过滤出可能的黑洞与其周围环境的特色,并模拟出其观测结果。

本次EHT黑洞影像观测成果,集结全球上百个研究机构、超过300名研究人员共同参与。论文亦已于今年5月12日刊登在《天文物理期刊通讯》(The Astrophysical Journal)。 




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