银河系中心黑洞首张照片来了 第一张黑洞的照片为什么不是银心黑洞

正好，人类第一张银河系中心黑洞的照片新鲜出炉了。 5月12日21:07日，在包括上海在内的世界各地同时举行的新闻发布会上，天文学家向人们展示了我们银河系中心超大质量黑洞的第一张照片！ 这张照片是事件视界望远镜( EHT )合作组织这个国际研究小组，用分布在世界各地的电波望远镜组成网络"拍摄"的。 一看到这个银河中心黑洞的照片，我们就很兴奋。 因为自2019年4月10日人类第一个黑洞的照片发布以来，已经过了三年。 现在这张珍贵的照片又给我们提出了更多的问题，等待着我们去探索和发现。 问题1 :银心黑洞质量更大，更接近地球。 第一个黑洞的照片为什么不是银心黑洞？ 自2019年看到人类第一张黑洞照片( M87中心黑洞照片)以来，人们始终牢记自己银河中心黑洞的照片。 2017年拍摄后，首先是两年后的2019年，我们得到了距离我们5500万光年的M87个黑洞的照片。 这是我们唯一一次清楚地看到黑洞的样子。 与银河系黑洞相比，M87黑洞非常有利，它的旋转轴只有17度，几乎沿着它的旋转轴方向看，所以几乎没有遮挡，所以我们比较容易地看到了M87黑洞的照片。 银河超大质量黑洞位于银河中心，是我们自己银河的超大质量黑洞。 有人会觉得，既然在我们身边，是不是很容易拍摄呢？ 其实，正如那首诗所说，"不知道庐山真面目，只是因为在这座山中"。 这个黑洞在银河系的中心，但我们自己在银河系内部，拍摄起来更不容易。 我们一直在利用光学以外的电波、红外线波段和其他银河来识别我们的银河。 我们银河系本身的黑洞(称为Sgr. A* )就在附近，但由于屏蔽，数据处理起来更困难，也更耗时。 因此，"拍照"需要更多的时间。 但是，等待也让这张照片的发布更加激动人心。 因为这是我们自己银河中心黑洞的照片。这也是EHT合作组织在2019年发布人类第一张黑洞照片，捕获更远银河M87中央黑洞( M87* )后的重大突破。 问题2 )这张银心黑洞的照片是怎么拍的？ 与拍摄M87银河中心黑洞的照片相比，有哪些新手段？ 众所周知，M87几乎在旋转轴的方向上，我们在银盘上，所以与M87相比，银心黑洞在成像时受到很多屏蔽。 例如，在光学波段观察银河系的话，可以看到大的尘埃等气体被遮挡了。 此时，必须利用波长更长的红外和电波带。 现在成熟的是毫米波和亚毫米波波段，也就是视界面望远镜，有趣的是，使用世界不同的亚毫米波和毫米波望远镜构成一个阵列，口径可达数万公里。 这张照片和2019年拍摄的M87照片很相似。 它们都是使用世界上8个不同的毫米波望远镜或简称event horizon telescope拍摄的。 这个巨大的望远镜组合包括智利的alma ( atacmalargemilimieter/sub meter array，阿卡塔玛大型毫米亚毫米波阵列)、南极的SPT ( south pole telescope )、 美国夏威夷的SMA ) submilleter )--墨西哥的LMT (大毫米波望远镜)、美国夏威夷的jcmt ( jamesclerkmaxwelltelescope、詹姆斯克拉克麦克斯韦位于智利的Apex ( Atacamapathfinderexperiment，阿塔卡马探险家实验望远镜)，美国亚利桑那州的SMT ( SMT ) submillimetertelescope )。 顺便说一下，美国夏威夷的JCMT望远镜是中国参加运行的望远镜，应该有很多中国科学家在这里观测到。 遗憾的是，目前红外观测可以达到的最大直径为数百米，例如在欧洲南方天文台的VLT/gravity中，观测直径可以达到130米，但从公里开始的口径数量级却相差很大。 希望将来可以利用红外线波段看到黑洞的照片。 我们知道银河系的黑洞只有约400万倍的太阳质量(根据2020年的诺奖结果)。 另一方面，M87的黑洞达到65亿倍的太阳质量，前者比后者小1650倍。 从大小来说，银河系中心的黑洞明显要小一些，但银河系中心的黑洞更难拍摄。 这是因为银河系中心黑洞的质量比M87小得多，距离相当近，所以周围物质发生变化的可能性很高。 与观测M87黑洞的情况相比，几天的变化在几分钟左右就发生了，所以观测的难度变高了。 例如，为了这张照片，科学家们开发了新的复杂工具来思考Sgr A*的气体。 问题3 )与M87银河中心黑洞的照片相比，有什么区别，有什么新信息？ 由于难以单独观测，此次观看的银河中心黑洞( Sgr A* )照片是研究小组花了很多时间提取不同照片并进行平均后的结果。 隐藏在银河中心的黑洞照片首次出现。 让我们回想一下上次照片的时间。 2017年开始拍摄，2019年得到了M87中心黑洞的照片。 但是五年后，科学家们利用超级计算机合成和分析数据，并严格对照黑洞的模拟数据库和观测结果，第一次看到银河中心黑洞的照片。 感谢科学家们的智慧和辛勤工作，给我们看了前所未有的影像！ 问四：银河系黑洞还不到银河系的0.0005%，为什么能束缚数千亿颗恒星呢？ 从银河系的结构来看，从银河系的结构可以分为银核(包括黑洞)、银盘、银晕三部分的质量来看，银河中心的大黑洞质量还不到银河质量的0.0005%，从银河中心的角度来说，就是银河的质量 那么，什么力量将银河系的千亿颗恒星固定在有限的范围内呢？ 所有可见的物质是如何聚集在一起的？ 其实，这个问题是上个世纪初有人提出的。 天体物理学家Fritz Zwicky测量后发星系团的恒星后发现了暗物质的存在。 齐怀基的性格不受大家欢迎，所以这个概念尽管是正确的，但并没有得到大家的重视。 到1970年，年轻的鲁宾( Verin Rubin )和她的导师福特( Kent Ford )对仙女座星系的恒星转速进行了研究。 利用高精度的光谱测量技术，可以检测出远离银河核区域的周边星体绕银河的旋转速度与距离的关系。 根据牛顿定律，当银河质量主要集中在银河核区的可见星体上时，银河周边星体的速度随距离而减小。 但是，观测结果表明银河周边星体的速度在相当大的范围内是一定的。 这意味着银河中有许多不可见物质并不仅仅分布在银河的中心，它们的质量可能远大于发光星的总质量。 据了解，目前不可见物质(暗物质)的质量比可见质量重约10倍左右，几乎所有银河都是如此。 这是前面问题的答案。 尽管我们银心的黑洞有这么小的质量，但在暗物质的帮助下，它可以束缚千亿颗恒星。 问题5 :这张照片的拍摄对研究有什么意义？ 发布会召开之前，可能很多人都期待着聆听银河中心黑洞的照片，看看《星际穿越》电影中黑洞相似的样子，但事实并非如此。 这是因为我们看到的是接近黑洞的部分，相对较远的话，会看到类似《星际穿越》电影的景象。 无论如何，这张照片看起来比以前的M87更亲近。 这是我们自己银河黑洞的照片，因为拍摄难度很大。 让我们再次感谢所有的科学家。 感谢中国参与这项研究的科学家们。 看看银河中心黑洞的样子。 天文学探索永远不会停止。 2022-05-13 15:27:00