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银河系中心的秘密即将揭晓EHT将于5月1 [复制链接]

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自从人类开始仰望星空以来,就对浩瀚的宇宙充满了好奇,这样的情况直到现在依然如此,借助各式各样的观测设备,现代人类可以拍摄到大量的宇宙深空照片,几乎每天都有更新,在近几年拍摄的照片之中,最有价值的应该就下面这张照片了。

这张照片就是人类的首张黑洞照片,由视界望远镜(EventHorizonTelescope,简称EHT)合作组织于年4月10日公布,其拍摄对象是位于“M87”星系中心的一个超大质量黑洞——“M78*”,这个黑洞的质量约为太阳质量的65亿倍,距离地球大约万光年。

此次对“M78*”的直接成像帮助人类确认了“黑洞”这种奇异的天体在宇宙中确实存在,同时也验证了爱因斯坦的广义相对论的正确性(科学家发现此次观测到的黑洞阴影与广义相对论所预言的结果几乎完全一致),可以说是对人类的宇宙学具有相当重要的意义。

值得注意的是,“M78*”并不是EHT唯一的目标,根据欧洲南方天文台(ESO)发布的消息,拍摄首张黑洞照片的视界望远镜,将于年5月12日13:00(世界时)公布一个重大发现。到底是什么“重大发现”呢?目前我们只能进行猜测。

过去的研究表明,在银河系中心存在着一个非常明亮并且非常致密的射电波源——“人马座*”(SagittariusA*),尽管科学界普遍认为,“人马座A*”应该就是一个超大质量黑洞,但这毕竟只是通过观测数据间接推测出的一种假说。

(图为年在“人马座A*”附近运动的恒星)

实际上,还是有一些科学家认为“人马座A*”并不是超大质量黑洞,比如说在年5月21日,一个来自意大利国际相对论天体物理学中心的研究团队就在《皇家天文学会通讯月刊》上发表论文称,“人马座A*”有可能只是一种特殊的暗物质团。

也就是说,想要确认银河系中心到底有没有一个超大质量黑洞,我们还需要进一步的证据,与之对应的是,对于EHT将于5月12日公布的内容,欧洲南方天文台给出的提示是:“这是一个与银河系有关的、具有突破性的重大发现”。

在此基础上,再考虑到视界望远镜所擅长的观测领域,我们就可以合理地猜测,这个“重大发现”应该就是EHT对“人马座A*”进行了直接成像(就像人类的首张黑洞照片那样),而如果真是这样的话,那就意味着银河系中心的秘密即将揭晓。

与前文提到的“M78*”相比,“人马座A*”的质量要小得多,大约只有太阳质量的万倍左右,如果“人马座A*”真的是一个黑洞的话,那么它的视直径就只有50个微角秒,这是什么概念呢?这样说吧,假如现在有一个人能够从月球上看到地球上的一份报纸,那么他所看到这份报纸上的文字末尾的句号的视直径,大概就是1微角秒。

(注:视直径也称视大小,我们可以简单地将其理解为,视直径就是我们所看见的物体的视角,对于同一个物体来讲,它距离我们越远,其视直径就越小)

尽管如此,视界望远镜仍然有能力对“人马座A*”进行直接成像,简单来讲,视界望远镜其实就是一个由分布于世界各地的许多射电天文台或射电望远镜等观测设施组成的阵列。

如上图所示,这些观测设施通过一种被称为超长基线干涉(VLBI)的技术整合在一起,共同组成了一个拥有高灵敏度、高角分辨率的虚拟望远镜,要知道一个望远镜的直径越大,它的分辨率就越高,而视界望远镜的直径可以认为是与整个地球的直径相当,其分辨率之高可想而知。

从技术层面上来看,就算“人马座A*”是一个黑洞,视界望远镜也可以“看”到它,准确地讲,应该是“看”到这个黑洞的阴影,通常情况下,被黑洞捕获的物质会沿着一种螺旋形的轨道坠入黑洞,在此过程中,这些物质会被黑洞强大的引力被加速到接近光速(因为角动量守恒),并因为剧烈的摩擦而释放出大量的电磁波,进而勾勒出黑洞的阴影。

总而言之,如果以上的猜测是正确的,那银河系中心的秘密就即将被EHT揭晓,在那里到底有没有一个超大质量黑洞?如果有的话,它究竟长什么样子?不得不说,这实在是令人期待。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家

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