银河系中心黑洞首张照片公布,未来有望观看“黑洞小视频”

作者: 路如森,江悟,沈志强

来源: 中国科学院上海天文台

发布日期: 2022-05-13 12:48:04

事件视界望远镜(EHT)合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A*(Sgr A*)的首张照片,这是继2019年发布人类第一张黑洞照片后的又一重大突破。照片提供了该超大质量黑洞存在的直接视觉证据,并展示了从厘米波到毫米波的观测技术如何逐步揭示黑洞的细节。未来,随着更多亚毫米波望远镜的加入,有望实现对黑洞周围物理环境的动态摄像。

北京时间2022年5月12日晚9点,事件视界望远镜(EHT)合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A*(Sgr A*)的首张照片。这是EHT合作组织继2019年发布人类第一张黑洞照片,捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞之后的又一重大突破。

此前,诺贝尔物理学奖颁给了“银河系中心黑洞的发现”。今天EHT发布的照片提供了该超大质量黑洞存在的直接视觉证据。

上世纪50年代后期,随着全天射电源普查的开展,人们发现有一类强烈射电源的光学对应体看起来似乎是恒星,但是却有着让人难以理解的光学光谱,它们被天文学家称为类星体。1963年,Schmidt通过在类星体3C 273的光谱中识别出强红移的氢的巴尔末线,一举解决了这个难题。

1974年2月,Balick & Brown用美国的绿岸射电干涉仪正式探测到对应银河系中心黑洞的致密射电源。此后,人们对该致密射电源提出了不同的命名,但最终只有Sgr A*这一名称经受住了时间的考验而被人们接受。

在VLBI技术发展的初期,由于当时射电望远镜的数目非常有限,需要在“正确”的观测波长并在“合适”距离的射电望远镜之间才能够探测到Sgr A*。由于散射效应会随着观测频率的升高迅速减小,因而只有在(亚)毫米波段才能够摆脱散射的影响,看清Sgr A*的真面目。

2004年,Bower等通过利用闭合幅度的方法消除数据校准中的不确定性,在确定并扣除散射效应之后测量了Sgr A*的内禀大小。

在3毫米波段,Rogers等于1994年首次探测到Sgr A*。中科院上海天文台研究员沈志强牵头的国际团队于2002年利用美国的甚长基线干涉阵列VLBA对Sgr A*开展了首次的高分辨率成像观测,并测量到Sgr A*在3毫米的内禀大小,发现了支持银河系中心存在超大质量黑洞的令人信服的证据。

2017年之后,随着新望远镜的加入以及数据记录带宽的不断增加,EHT阵列的灵敏度也在不断得到提升,对Sgr A*这一变源的成像能力在不断增强。未来随着更多亚毫米波望远镜的加入,有望实现对其24小时不间断的接力成像观测,我们将最终能够实现对该黑洞周围物理环境的动态摄像。

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