https://www.cnbeta.com/articles/science/1268663.htm问题一:银心黑洞质量更大,距离地球更近,第一张黑洞的照片为什么不是银心黑洞?
自从2019年看到人类首张黑洞照片(M87中心黑洞照片),人们对于自己的银河系中心黑洞的照片念念不忘,
一直铭记心中。在2017年拍摄之后,先是2年之后的2019年,得到了距离我们5500万光年的M87的黑洞照片,
这是我们唯一一次清楚看到黑洞的样子。相比较银河系黑洞而言,M87黑洞有极大的优势,
它的转动轴只有17度,几乎是沿着它的转轴方向去看,
所以几乎没有什么遮挡,所以我们就相对比较容易地看到了M87黑洞的照片:
问题二:这张银心黑洞照片怎么拍的?跟M87星系中心黑洞照片的拍摄相比,有哪些新手段?
众所周知, M87几乎是处于转轴的方向,而我们是处于银盘之上,所以与M87相比较来说,银心黑洞在成像时会受到很多的遮挡。
比如,在光学波段去观察银河系时,我们会看到很大的尘埃等气体的遮挡,这个时候就必须利用波长更长的红外或射电波段。
目前成熟的是毫米波和亚毫米波波段,也就是视界面望远镜,值得一提的是,它利用全球不同的亚毫米和毫米波望远镜组成了一个阵列,
口径可以达到上万公里。这张照片与2019年所拍摄的M87的照片非常类似,都是利用全球8个不同的毫米波望远镜,或者简称为event horizon telescope来拍摄的。
这个庞大的望远镜组合分别为:位于智利的ALMA(Atacma Large Milimiieter/Submeter Array,阿卡塔玛大型毫米亚毫米阵列 ),
位于南极的SPT(South Pole Telescope), 美国夏威夷的SMA(Submilleter Array),
墨西哥的LMT(Large Millimeter Array,大型毫米波望远镜 ),
位于美国夏威夷的JCMT(James Clerk Maxwell Telescope,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜 ),
位于西班牙的IRAM(IRAM 30-m telescope),
位于智利的APEX(Atacama Pathfinder EXperiment,阿塔卡马探路者实验望远镜 ),
和美国亚利桑那州的SMT(Submillimeter Telescope)。
值得一提的是,美国夏威夷的JCMT望远镜,是中国参与运行的一个望远镜,不少中国科学家应该是在这里进行的观测。
很遗憾的是,目前红外观测能够达到的最大直径是上百米,比如欧洲南方天文台的VLT/gravity,观测直径可以达到130米,
但是距离公里的口径量级还是相差很大,希望我们在未来可以利用红外波段能够看到黑洞的照片。
银河系的黑洞大约只有400万倍太阳质量(根据2020年诺奖结果),而M87的黑洞达到了65亿倍太阳质量,前者比后者小了1650倍。
问题三:跟M87星系中心黑洞照片相比,有哪些不同,有哪些新的信息?
因为单独观测难度很大,所以此次看到的银河系中心黑洞(Sgr A*)的照片是研究团队花费了好多时间提取出不同照片,
再进行平均后的效果。这也是最终第一次将隐藏在我们银河系中心的黑洞照片呈现出来。
我们可以回想一下上次照片的时间:2017年开始拍摄,2019年我们就得到了M87中心黑洞的照片。
然而,一直到5年之后,科学家们用超级计算机合成和分析数据,对黑洞模拟数据库与观测结果进行严格比对,
才让我们第一次看到银河系中心黑洞的照片。感谢科学家们的智慧和辛勤工作,带我们看到了前所未有的画面!
问题四:银心黑洞只不足银河系的0.0005%,为什么能够束缚住数千亿颗恒星呢?
如果从银河系的结构来看,银河系的结构可以分为银核(包括黑洞在内)、银盘和银晕三个部分;
从质量来看,银河系中心的大黑洞质量还不到银河系质量的0.0005%;而从银河系核心的角度而言,
银河系黑洞仅仅是银河系核球的一部分。
问题五:这张照片的拍摄对研究有什么意义?
在发布会召开前,可能很多人在听到银河系中心黑洞照片时,期待的是看到《星际穿越》电影当中的黑洞相似的样子,
然而结果却并非如此。这是因为,我们看到的是黑洞很近的部分,如果相对比较远的话,那么就会看到类似于《星际穿越》电影当中的景象。
无论如何,相比较之前的M87,这张照片更显得亲近,因为这是我们自己星系黑洞的照片,而且它的拍摄难度更大。