天文学家首次展示了超大质量黑洞存在的直接视觉证据

M87中心的黑洞

这幅艺术家的图像描绘了位于巨大椭圆星系梅西耶87 (M87)中心的黑洞。这个黑洞被选为视界望远镜观测范式转换的对象。图中显示了黑洞周围的过热物质,以及由M87的黑洞发射的相对论射流。信贷:ESO / M。Kornmesse

事件视界望远镜(EHT)——一个由8个地面射电望远镜组成的行星级阵列,通过国际合作打造——被设计用来捕捉a黑洞。今天,在全球范围内的联合新闻发布会上,EHT研究人员宣布他们已经取得了成功,揭开了超大质量黑洞及其阴影的第一个直接视觉证据。

第一张黑洞图像

在全球协调召开的新闻发布会上,EHT研究人员宣布他们取得了成功,首次揭开了梅西耶87中心及其阴影的超大质量黑洞的直接视觉证据。这里看到的黑洞的阴影是我们能看到的最接近黑洞本身的图像,一个光无法逃脱的完全黑暗的物体。黑洞的边界——即EHT得名的事件视界——大约是它投射的阴影的2.5倍,直径接近400亿公里。虽然这听起来很大,但这个环的直径只有40微弧秒——相当于在月球表面上测量一张信用卡的长度。

这一突破今天在《天体物理学杂志通讯》特刊上发表的六篇系列论文中宣布。这张照片显示了位于室女座星系团附近的巨大星系梅西耶87中心的黑洞。这个黑洞距离地球5500万光年,质量是太阳的65亿倍。

EHT环节全球望远镜,形成一个前所未有的地球大小的虚拟望远镜。EHT为科学家提供了一种新的途径来研究Einstein在历史实验百年年度的一般相对性期间预测的宇宙中最极端物体的新方法,首先确认了该理论。

一个超大质量黑洞的模拟

Jordy Davelaar和他的同事们预测到第一张黑洞的图像,他们建立了一个虚拟现实的模拟,模拟了其中一个迷人的天体物理物体。他们的模拟显示了一个被发光物质包围的黑洞。这种物质以漩涡状的方式消失在黑洞中,在极端的条件下,它会变成发光的等离子体。发出的光在黑洞强大的引力作用下发生偏转和变形。资料来源:Jordy Davelaar等人/Radboud大学/BlackHoleCam

“我们已经拍到了第一张黑洞的照片,”哈佛和史密森尼天体物理中心|的EHT项目主任谢泼德·s·杜尔曼说。“这是一个由200多名研究人员组成的团队完成的非凡科学成就。”

黑洞是具有巨大群体的非凡的宇宙物体,但大小非常紧凑。这些物体的存在以极端的方式影响它们的环境,翘曲时空和过热任何周围材料。

“如果沉浸在一个明亮的区域,像一盘发光的气体,我们期待一个黑洞来创建一个黑暗地区类似的影子——爱因斯坦的广义相对论所预测的,我们从来没有见过的,”主席解释说过去科学理事会Heino Falcke内梅亨大学,荷兰。“这个阴影是由引力弯曲和视界对光线的捕捉造成的,它揭示了很多关于这些迷人物体的本质,并允许我们测量M87黑洞的巨大质量。”

EHT模拟超大分离的黑洞

Jordy Davelaar和他的同事们预测到第一张黑洞的图像,他们建立了一个虚拟现实的模拟,模拟了其中一个迷人的天体物理物体。他们的模拟显示了一个被发光物质包围的黑洞。这种物质以漩涡状的方式消失在黑洞中,在极端的条件下,它会变成发光的等离子体。发出的光在黑洞强大的引力作用下发生偏转和变形。资料来源:Jordy Davelaar等人/Radboud大学/BlackHoleCam

多种校准和成像方法揭示了具有深色中央区域的环状结构 - 黑洞的阴影 - 持续多个独立的EHT观察。

“一旦我们确定我们已经成像阴影,我们可以将我们的观察结果与广泛的计算机模型进行比较,包括翘曲空间,过热物质和强磁场的物理。观察到的图像的许多特征令我们惊奇地匹配我们的理论理解,“保罗T.P.何,EHT董事会成员和东亚天文台的主任。“这让我们对我们观察的解释充满信心,包括我们对黑洞的估计。”

“理论与观察的对抗始终是理论家的戏剧性时刻。这是一个救济和自豪感的来源,以意识到观察结果与我们的预测相匹配,“德国歌德大学的EHT董事会成员Luciano Rezzolla阐述。

黑洞的解剖学

这幅画描绘了一个被吸积盘包围的快速旋转的超大质量黑洞。这个旋转物质的薄圆盘由类似太阳的恒星的残余物组成,该恒星被黑洞的潮汐力撕裂。这个黑洞被贴上了标签,展示了这个迷人物体的解剖结构。信用:eSO.

创建EHT是一项艰巨的挑战,它需要升级并连接世界范围内部署在各种具有挑战性的高海拔地点的8个现有望远镜网络。这些地点包括夏威夷和墨西哥的火山,亚利桑那州的山脉和西班牙的内华达山脉,智利的阿塔卡马沙漠和南极洲。

EHT观测使用了一种被称为超长基线干涉术(VLBI)的技术,该技术将世界各地的望远镜设备进行同步,并利用地球的旋转形成一个巨大的地球大小的望远镜,在1.3mm的波长下进行观测。VLBI允许EHT达到20微弧秒的角度分辨率——足够在纽约读一份从café在巴黎的报纸。

一个正在膨胀的黑洞的模拟图像

一个正在膨胀的黑洞的模拟图像。视界在图像的中间,可以看到阴影周围有一个旋转的吸积盘。信贷:Bronzwaer / Davelaar / Moscibrodzka / Falcke /内梅亨大学

促成这一结果的是望远镜阿尔玛亚毫米阵列望远镜、亚毫米望远镜和南极望远镜。来自望远镜的千兆字节的原始数据由马克斯·普朗克射电天文研究所托管的高度专业化的超级计算机组合起来麻省理工学院干草堆天文台。

欧洲的设施和资金在这一世界范围的努力中发挥了关键作用,先进的欧洲望远镜的参与和欧洲研究理事会的支持——特别是为BlackHoleCam项目提供了1400万欧元的资助。的支持ESO,伊拉姆和最大普朗克社会也是关键。“这一结果在毫米斯天文学中的几十年来建立了几十年的欧洲专业知识”,评论了Karl Schuster,伊拉姆董事和EHT委员会成员。


事件Horizo​​ n Telescope(EHT) - 通过国际合作锻造的八个地面无线电望远镜的行星级阵列 - 旨在捕获黑洞的图像。在全球的协调新闻发布会中,EHT研究人员透露,他们成功地揭示了超大分离的黑洞及其阴影的第一个直接视觉证据。这部17分钟的电影探讨了导致这一历史性形象的努力,从爱因斯坦和施瓦兹州科学到斗争和成功的EHT协作。信用:eSO.

EHT的建设和今天宣布的观测结果代表了几十年的观测、技术和理论工作的顶峰。这个全球团队合作的例子需要来自世界各地的研究人员的密切合作。13家合作机构利用已有的基础设施和各种机构的支持,共同创建了EHT。关键资金由美国国家科学基金会(NSF)、欧盟的欧洲研究理事会(ERC)和东亚的资助机构提供。


事件Horizo​​ n Telescope(EHT) - 通过国际合作锻造的八个地面无线电望远镜的行星级阵列 - 旨在捕获黑洞的图像。在全球的协调新闻发布会中,EHT研究人员透露,他们成功地揭示了超大分离的黑洞及其阴影的第一个直接视觉证据。

ESO总干事Xavier Barcons评论道:“ESO很高兴通过其在欧洲的领导地位和位于智利的两个EHT组件望远镜——ALMA和APEX的关键作用,对这一结果做出了重大贡献。”ALMA是EHT中最敏感的设备,它的66个高精度天线是EHT成功的关键。”


Jordy Davelaar和他的同事们预测到第一张黑洞的图像,他们建立了一个虚拟现实的模拟,模拟了其中一个迷人的天体物理物体。他们的模拟显示了一个被发光物质包围的黑洞。这些物质以漩涡状的方式消失在黑洞中,极端的条件使其发光等离子体。然后,发出的光被黑洞的强大重力偏转并变形。

“我们已经完成了一件在一代人之前还被认为是不可能的事情,”杜勒曼总结道。“技术上的突破,世界上最好的无线电天文台之间的连接,以及创新的算法,所有这些都为黑洞和事件视界打开了一扇全新的窗口。”


这幅艺术家的图像描绘了位于巨大椭圆星系M87中心的黑洞。这个黑洞被选为视界望远镜观测范式转换的对象。显示了黑洞周围的过热材料。


这幅艺术家的图像描绘了位于巨大椭圆星系M87中心的黑洞。这个黑洞被选为视界望远镜观测范式转换的对象。图中显示了黑洞周围的过热物质,以及由M87的黑洞发射的相对论射流。

论文:

12个评论关于“天文学家首次揭示超大质量黑洞的直接视觉证据”

  1. 罗伯特·纳尔逊|2019年4月14日下午3:23|回复

    所以我意识到他对这个黑洞的特写很模糊人们一直在问我们对这些东西还有什么不知道的。我的问题是为什么我们不把新地平线飞船直接飞进黑洞,让摄像机继续转动。而不是从数百万光年之外拍一张模糊的照片。如果我们这样做,我们不会对这个黑洞有更多的了解吗?显然,我们已经花了很多很多的钱来制造新的地平线号宇宙飞船,但牺牲它可能意味着很多问题的答案,我相信这些问题会永远困扰科学家们。我真的很想看到“新视野号”向这个黑洞进发,同时拍摄恒定的快照或者滚动视频,这样我们就可以获得黑洞对物体的作用的经验。我怀疑这是否会发生,但我只是希望有这种可能性

    • 最好的已知的黑洞是27000光年。无论您旅行的速度如何,至少需要27000年即可到达那里,然后至少27000年将数据发送回地球。如果我们开始现在开始5.4000年,并且可以以光速发出问题,我们将看到您想要的此图片。

      祝你好运

  2. 所以你在总结这个发现的时候没有提到负责处理和展示第一张图片的人吗?你提到了很多人,却很方便地忽略了一个非常重要的人,而这个人目前正因此受到攻击。

  3. 很好的模拟!

  4. 伯爵
    焦点集中在今天发表的六篇论文所涉及的问题上。博曼的名字多次出现在这些论文中,提到了她和她的同事之前的工作,但她不是这六篇论文中的任何一篇的(共同)作者,更不用说是第一作者了。

  5. 即使我们在最近的黑洞(V616 Monocerotis)安装了一台摄像机,就在此时此刻向我们发送信号,信号也需要3000年才能到达我们这里!与此同时,用目前的方法在那里安装摄像机是毫无意义的。当然,如果我错过了你计划中的某些内容,请让我们知道。

  6. 其他随机的家伙|2019年4月15日在下午2:03|回复

    @一些随机的人
    虽然它是有效的,但它只是我们的时间仍然如此。
    我们可以希望未来会更好,但如果不是这样的话,他们可能会在遥远的未来找到信号来观察宇宙飞船的实时馈电(即使是相关的过去,也会有许多答案和新问题涌现出来,正如罗伯特所建议的)。
    虽然它是浪费的“我们的”资源,但我们不会从中获取任何东西,人类一般(后代)可能有一个苗条的机会尚未收获它。

  7. 世界末日?

  8. 杰森·多米尼克木|2019年4月16日下午12:27|回复

    我想要能够穿越时间!!你能帮帮我吗??

  9. 这一形象值得怀疑。我当然不接受这是黑洞的真实图像。来自射电望远镜的数据集并不支持这一点。这里面有些可疑的东西。

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