太空突破:人类捕获首张黑洞照片

<正>天文学家捕获首张黑洞照片,开启了人类对宇宙中最神秘天体的一场认知革命。照片显示了一个由尘埃和气体构成的光环,勾勒出了一个巨大黑洞的轮廓,这个黑洞位于距离地球5 500万光年外的大质量星系M87中心。什么是黑洞?100多年前,爱因斯坦提出广义相对论,把引力视为由物质和能量造成的时空弯曲,最早预言了黑洞的存在。     

首张黑洞照片诞生——谈黑洞的前生今世

1905年和1916年爱因斯坦分别提出了狭义相对论和广义相对论,这不仅改变了人类对宇宙的认识而且还深深地影响了我们的日常生活,其中广义相对论一个著名的预言就是黑洞。目前,天文学家发现几乎每个星系中心都存在一个百万到百亿个太阳质量的巨型黑洞,而且每个星系中可能还存在上亿个恒星级黑洞。中等质量黑洞是否存在目前还不确定。黑洞存在的间接证据已经有很多,但人类更渴望直接看到黑洞的面目。黑洞虽然本身并不发光,但可以将吸积物质的引力能通过吸积盘变成辐射,从而被我们看到。北京时间2019年4月10日21时,事件视界望远镜项目在比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿全球六大城市同步举行新闻发布会,公布人类获得的首张黑洞照片。这张照片摄自梅西耶87(M87)星系中心的黑洞,重约60亿太阳质量,距离地球5 600万光年,由全世界横跨几大洲近10台毫米波望远镜(或阵列)进行联网观测,项目团队包括来自中国科学院上海天文台等单位的10余名中国成员。可以说"人类首张黑洞照片"是继2016年发现引力波之后人们寻找到的爱因斯坦广义相对论最后一块缺失的拼图。本文还对未来中国在黑洞研究方面的重大项目做了简单介绍和展望。     

第一张黑洞照片背后的隐秘

正科学家提出了一项新技术,有了它,我们就能够看到黑洞照片中掩藏着的无数秘密了。一年前,一个由射电天文学家组成的研究团队震撼了全世界。他们拍摄了第一张黑洞照片。照片上的黑洞就像托尔金小说《指环王》中的经典元素"索伦之眼"一样潜伏在遥远星系的中心。现在,我们发现这张照片背后的隐秘要比之前想象的更多。     

黑洞新图像表明存在巨型磁场

正事件视界望远镜的数据显示出M87星系黑洞附近发出的光的方向。事件视界望远镜拍摄到的M87星系黑洞新图像揭示了该黑洞周围旋转的物质所发射的光波的偏振(亮线)。这种偏振与黑洞的磁场有关天文学家首次发现了缠绕在黑洞周围的磁场。2021年3月24日,研究人员在《天体物理学快报》在线版发表的两项研究报告称,事件视界望远镜揭示了M87星系中心超大质量黑洞周围炽热的发光气体具有磁性。这些磁场被认为在黑洞如何吞噬物质并将强大的等离子体喷射到数千光年之外的太空中起着至关重要的作用。     

看见黑洞:“人类公布首张黑洞照片”事件解读

<正>北京时间2019年4月10日21时,全球六个城市(美国华盛顿、比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海、中国台北和日本东京)同时召开新闻发布会,公布了人类拍到的第一张黑洞照片.此次发布的黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞.该黑洞距离地球5500万光年(1光年=9.4607×1015 m),质量为太阳的65亿倍.该照片不只是在天体物理学术界,甚至在整个社会上也引起了很大轰动.本文将介绍这张黑洞照片的来龙去脉.     

史上首张黑洞照片的科学与技术

<正>黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的产物,也是宇宙中最神秘的天体.2019年4月10日,事件视界望远镜(Event HorizonTelescope,EHT)国际合作团队公布了利用全球的8个毫米波望远镜组成的干涉阵以约20微角秒的分辨率拍摄的首张黑洞照片,直接测量了射电星系M87中心黑洞的阴影和黑洞周围光环的大小,得到了M87中心黑洞的质量     

科学之窗

中等质量黑洞被发现据美国《纽约时报》报道,美国天文学家发现了一种新类型的黑洞。科学家认为,新发现的这个体积中等的黑洞将能够最终为揭开宇宙中黑洞的形成之谜提供新的线索。 黑洞是一种密度极高的宇宙天体,每个星系里都有它的身影。天文学家之所以对黑洞感兴趣,是因为对黑洞的了解有助于揭开星系形成之谜。科学家早已经在大多数星系的中心发现了不少黑洞,其中一些属于庞大无比的重量级,其他的则属于不大起眼的轻量级,可是却没有中等大小的黑洞。一些天文学家怀疑,这其中一定还有一个环节没有被发现。最近,美国天文学家终于在…     

事件视界望远镜对近邻星系M87中心超大质量黑洞的成像观测

<正>2019年4月10日21时,天文学家公布了人类首次拍摄到的近邻椭圆星系M87中心黑洞在1.3 mm波段的成像观测结果,看到黑洞视界的阴影,直接证明了黑洞的存在.黑洞是广义相对论关于时空和引力理论的伟大理论预言.直接证明黑洞的存在,不仅可以检验广义相对论的正确性,而且可以研究黑洞强引力场中的物理过程,解释相应的天文现象.黑洞与其他天体最本质的区别是它存在事件视界.事件视界是黑洞周围弯曲时空中的一个单向的、与外部观     

暗物质越多 黑洞越大

<正>黑洞坐落在每个大质量星系的中心。科学家现在相信,星系的这颗黑暗心脏是由它周围的暗物质云塑造的。科学家通过观测椭圆星系,来调查黑洞与暗物质云之间关系。椭圆星系是在较小的星系合并成一个橄榄球形状的星系时形成的,它们的暗物质也合并在一起。目前尚不清楚暗物质怎样控制黑洞生长,但新     

类星体创造了星系吗?

类星体和星系哪一个形成在前呢?长期以来,天文学家们认为年轻的星系滋养了位于中心的黑洞,一直到黑洞变成类星体.类星体是质量极大、威力极强的能量源.但是现在科学家们发现,一颗没有挂靠主星系的类星体显然在大量地制造新恒星.     

先有黑洞还是先有星系

黑洞和星系,到底先有哪一个?由于大多数星系的中心都有巨型黑洞,天文学家们想搞清这些宇宙巨物是不是产生星系的种源.然而,黑洞也具有巨大的破坏力,按照推理,它们也本应该阻碍星系的发展.于是,天文学家们做了一个判断--黑洞是首先存在的,在2009年美国天文学会年会的新闻发布会上,天文学家又描述了这个判断.专家们说,基于该判断的发现,将会使科学家们对星系的诞生有更加清晰的认识.     

类星体创造了星系吗

类星体和星系哪一个形成在前呢?长期以来,天文学家们认为年轻的星系滋养了位于中心的黑洞,一直到黑洞变成类星体。类星体是质量极大、威力极强的能量源。但是现在科学家们发现,一颗没有挂靠主星系的类星体显然在大量地制造新恒星。该发现表明,类星体至少创造了某些星系,或许并不是星系创造了类星     

银河系中心的黑洞群

<正>科学家们预测在银河系中心存在数以万计的黑洞,这些黑洞的存在可能会对天体物理学产生深远的影响……长期以来,天文学家预测在银河系的中心潜藏着一群黑洞。如今,他们第一次发现了这些黑洞。科学家们了解到,在星系中心有一个质量超大的黑洞,它比太阳大数百万倍,周围簇拥着质量不等的较小黑洞。在巨大引力的作用下,普通恒星及其塌缩后产生的残骸——中子星和白矮星等     

前沿

正1天文学家测定7?300万光年外黑洞质量天文学家们成功测定了7 300万光年之外一个超大黑洞的质量,测量数据显示这个黑洞的质量约为6.64亿倍太阳质量。此次测量达成了史无前例的高精确度。天文学家们表示,这项工作将帮助他们确定宇宙中大型星系的命运,帮助他们以更高的精度测定另一组关键数据,即黑洞所在星系的总质量和黑洞本身质量的比值。     

去哪了？一个100亿太阳质量的黑洞不知所踪

正宇宙中最大的星系之一似乎少了黑暗核心。天文学家正在宇宙失物招领处寻找他们认为应该存在的最大、最可怕的黑洞之一。不过,到目前为止,他们还没有什么收获。星系就好比是灯火通明的一座座大城市,在它们的中心潜藏着一个饥肠辘辘、随时准备吞噬一切的恶魔,那就是质量相当于几百万甚至几十亿个太阳的超大黑洞。在过去的几十年里,这个看法哪怕还算不上定律,至少也已经成了天文学界的某种共识。     

黑洞大餐

长期以来，天文学家一直猜测银河的中心潜伏着一头巨大的怪物──黑洞。这是一个规模非常巨大的黑洞，恰好位于我们的轮状星系──银河系的正中。天文学家认为；既然其他星系中存在黑洞，因此银河系中也可能有黑洞。 但要找到黑洞，却并非易事。我们所熟知的可见光不能逃离黑洞，因此银河系中央是否真的有一头怪物；一直是个谜。 许多年来，观测者们一直在窥探银河系的中心。恒星和气体围绕银河系的中心快速移动，这暗示那里确实隐藏着某种庞然大物。但它是什么呢？如果它真的是黑洞，无线电望远镜应该能探测到一种信号，那就是超高热气体旋…     

黑洞理论的新进展

黑洞是一个超密天体,当大质量恒星耗尽其全部热核燃料后,便坍缩成黑洞.天文学家还认为,类星体的中心存在着几十亿个太阳质量的巨大黑洞,类星体是位于可观测宇宙的边界上的极亮天体.在星系(如我们银河系)的中心也同样存在着黑洞.理论物理工作者曾计算得:一个黑洞的特性可由质量、电荷和自     

发现星系残杀证据

<正>在下面这幅天文学家最新发布的照片上,幽灵般的尘埃气体晕环绕着螺旋星系M63(也称葵花星系)。在最近一项针对螺旋星系的调查中,天文学家利用大型地面望远镜拍摄     

黑洞质量的首次测定

根据国际紫外探测卫星获得的最新结果,在NGC4151星系的类星体核心的中心的一个黑洞的质量约为太阳的1亿倍。这是天文学家们第一次获得一个类星体中心的质量。这个发现加强了类星体的密集功率是由于星系中心质量极大的黑洞周围气体涡动所致的理论。NGC4151是一个距地球约5千万光年的螺旋星系,其中心“小类星体”核心是一个十分小的亮区,那里气体云的运动极快。这些星系称为Seyfert星系,而NGC4151是最近的明亮的实例。以格林威治天文台为首的一项国际研究项目对此核心进行了研究,他们利用了装在国际紫外探测卫星上的45厘米望远镜。大部分来自核心区的紫外辐射是在一个极端密集的功率源中产生的,但特定     

前沿

正黑洞吸积流风存在的直接观测证据被发现中国科学家发现了黑洞吸积流中存在风的直接观测证据。宇宙中几乎所有星系中心都存在一个超大质量黑洞,黑洞周围的气体在黑洞引力的作用下朝黑洞下落,形成黑洞吸积盘。吸积盘会发出强烈的辐射和物质外流,人类首张黑洞照片中拍到的辐射就是源于吸积盘。黑洞吸积是研究活动星系核、伽马射线暴等重要高能天体物理现象的理论基础。