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中科院紫金山天文臺專家揭秘黑洞首張“官方認證像”

2019年04月11日 07:24:03 來源: 新華日報

    4月10日,“事件視界望遠鏡”(Event Horizon Telescope,簡稱EHT)項目在美國華盛頓、中國上海和臺北、智利聖地亞哥、比利時布魯塞爾、丹麥靈比和日本東京同時召開新聞發布會,以英語、漢語、西班牙語、丹麥語和日語發布一項重大成果——人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。

    這一激動人心的成果,也受到了中國科學院天文大科學中心(CAMS)的支持,CAMS由中國國家天文臺、紫金山天文臺和上海天文臺共同建立,是EHT的一個合作機構(EHT共有3個合作機構)的成員。上海天文臺牽頭組織協調國內學者通過該合作機構參與此次EHT項目合作,參與了位于美國夏威夷的東亞JCMT望遠鏡對黑洞的觀測,多名中國學者是此次黑洞照片相關論文的作者。中國科學院國家天文臺副臺長薛隨建指出,這次“算是重在參與”,但為在相關科研領域“機制性參與國際合作組織、逐漸發揮越來越重要的作用,做出了良好的示范”。

    “這次觀測的兩個黑洞周圍物質的溫度超一百億攝氏度,這些物質産生的射電輻射存在特定方向上的偏振。”中科院紫金山天文臺研究員劉四明接受採訪時介紹,早在2000年,他就參與了黑洞物理模型的研究,並發現了黑洞周圍熱氣體輻射電磁波有“偏振”這個關鍵特點,完善了對黑洞的理論認知。“此次運用射電望遠鏡來獲得黑洞成像,正是基于早前天文界對于黑洞電磁波‘偏振性質’的認識。”

圖為人類史上首張黑洞照片。 新華社發

    射電星係核心的超大質量黑洞能發出兩股方向相反的能量強大的高能等離子體束流。這些束流也可以産生射電輻射。在射電波長上,射電星係顯得異常明亮,這使得它們很容易被射電望遠鏡發現,從而為研究宇宙結構的形成演化提供了有用的工具。

    此次“事件視界望遠鏡”項目能夠取得黑洞成像這一重大成果,有賴于全球6地的8個射電望遠鏡組成的“超能天團”,其中貢獻最為關鍵是位于南極的射電望遠鏡,由于位置的特殊優勢,它極大提高了成像的分辨率。“這是天文界首次在南極部署射電望遠鏡,如果沒有它,此次觀測的基線就不會那麼長,分辨率自然不會有那麼高。”劉四明打了個比方,此次“超能天團”實現的觀測效果,相當于從北京看到位于上海的一根毛發,1000公裏之外的毫厘,都清晰可見。

    這次8臺射電望遠鏡共同“拍”下的照片,將成為黑洞的首張“官方認證像”,它將幫助科學家排除早前勾畫的錯誤的“黑洞模型圖”,增進人們對黑洞及其周圍極端物理過程的認識。

    此次發布的照片來自于M87星係。“它雖然距離我們較遠,但質量足夠大。”劉四明説, M87星係中心黑洞,是目前發現的質量最大的黑洞之一,天文學家在觀測中發現,它傾向著地球,而且在一個橢圓星係內,避開了漩渦星係盤面上的厚厚塵埃帶,這都是M87成功拍攝的有利因素。(王夢然 王 甜)

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