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黑洞图像创造历史;NASA望远镜协调观测

   日期:2019-04-12     浏览:3865    评论:0    
核心提示:一个黑洞及其阴影第一次被捕捉到图像中,这是一个国际射电望远镜网络称为事件地平线望远镜(eht)的历史性壮举。EHT是一项国际合
 一个黑洞及其阴影第一次被捕捉到图像中,这是一个国际射电望远镜网络称为事件地平线望远镜(eht)的历史性壮举。EHT是一项国际合作,其在美国的支持包括国家科学基金会。

 

黑洞图像

利用视界望远镜,科学家们获得了一张位于M87星系中心的黑洞的图像,这张图像的轮廓是在其视界附近的强重力作用下,围绕它旋转的热气的发射。

学分:事件地平线望远镜合作等。

黑洞是一个非常致密的物体,没有光能从中逃逸。任何进入黑洞“事件视界”的东西,它的不归路点,都将被消耗,永远不会再出现,因为黑洞的引力是无法想象的强大。从本质上讲,黑洞是看不见的,但环绕它的热盘物质却闪耀着光芒。在明亮的背景下,如这个圆盘,一个黑洞似乎投下了阴影。

这张令人惊叹的新图像显示了梅西耶87(M87)中心的超大质量黑洞的阴影,这是一个椭圆星系,距地球约5500万光年。这个黑洞是太阳质量的65亿倍。捕捉它的影子涉及到全球八个地面射电望远镜,它们一起工作,就好像它们是我们整个星球大小的一个望远镜。

“这是EHT团队的一项惊人成就,”美国宇航局华盛顿总部天体物理司司长保罗·赫兹说。“几年前,我们认为我们必须建造一个非常大的太空望远镜来拍摄黑洞。通过让世界各地的射电望远镜像一台仪器一样协同工作,EHT团队提前几十年实现了这一目标。”

为了补充EHT的发现,几个美国宇航局的航天器是一项巨大努力的一部分,由EHT的多波长工作组协调,使用不同波长的光来观察黑洞。作为这项努力的一部分,美国宇航局的钱德拉X射线天文台、核分光镜望远镜阵列(Nustar)和尼尔·盖尔斯威夫特天文台的空间望远镜任务,都与不同种类的X射线光相协调,并于2017年4月将目光转向了M87黑洞,与EHT同时进行。美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜也在观察超高温观测期间M87伽马射线的变化。如果eht观测到黑洞环境结构的变化,那么来自这些任务和其他望远镜的数据可以用来帮助弄清发生了什么。

星系中心特写图片


 

钱德拉X射线天文台M87星系核心的特写镜头。

学分:NASA/CXC/Villanova大学/J.Neilsen

虽然美国航天局的观测没有直接追踪到这张历史图像,但天文学家利用来自美国航天局钱德拉和努斯塔卫星的数据来测量M87喷气式飞机的X射线亮度。科学家利用这些信息,将黑洞周围的喷射和圆盘模型与EHT观测结果进行了比较。当研究人员继续研究这些数据时,可能会有其他的见解。

还有许多关于黑洞的问题,美国宇航局的协调观测可能有助于解答。关于为什么粒子在黑洞周围获得如此巨大的能量提升,形成戏剧性的喷射流,以接近光速从黑洞的两极涌出,这一点仍存在着一些谜团。当物质落入黑洞时,能量会流向哪里?

宾夕法尼亚州维拉诺瓦大学(Villanova University)的天文学家乔伊·尼尔森(Joey Neilsen)代表EHT的多波长工作组领导了钱德拉和努斯塔(Chandra and Nustar)分析,他说:“X射线有助于我们将事件视界附近的粒子所发生的事情与望远镜所能测量到的联系起来。”

银河系中心的特写标记图像


 

钱德拉X射线天文台M87星系核心的特写镜头。

美国国家航空航天局的太空望远镜以前研究过一种喷射物,它从M87中心向外延伸1000光年。这种喷射是由接近光速的粒子组成的,它们以高能量从接近视界的地方射出。EHT的设计部分是为了研究这种喷气式飞机和其他类似飞机的起源。哈勃天文学家在1999年发现了一个名为hst-1的喷流中的一团物质,它经历了一个神秘的亮暗循环。

钱德拉、努斯塔、斯威夫特和费米,以及美国宇航局在国际空间站进行的中子星内部成分探索者(NICER)实验,也观察了我们银河系中心的黑洞,称为人马座A*,与EHT配合。

科学家强调,在地面和太空中使用如此多不同的望远镜来观察同一天体本身是一项巨大的任务。Neilsen说:“安排所有这些协调观测对EHT、Chandra和Nustar任务规划人员来说都是一个非常困难的问题。”“他们真的做了令人难以置信的工作,为我们提供了数据,我们非常感谢。”

作为协调观测的一部分,Neilsen和他的同事们将致力于解剖M87黑洞的整个光谱,从低能无线电波到高能伽马射线。有了来自EHT和其他望远镜的如此多的数据,科学家们可能还有多年的发现。

伊莉莎白·兰德

美国宇航局总部,华盛顿

 
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