天文学家捕获黑洞的第一图像

维拉诺瓦univiersity物理学家,学生在遥远的星系梅西耶87的心脏向庞大黑洞的范例移观测

First Image of Black Hole Captured
信用:事件视界望远镜合作

发表在事件视界望远镜的合作伙伴关系。

视界望远镜(EHT) - 通过国际合作伪造8的基于地面的无线电望远镜的行星规模阵列 - 被设计为一个黑洞的捕获图像。今天,在协调的新闻发布会在全球范围内,研究人员EHT透露,他们已经成功,拉开了超大质量黑洞和它的影子的第一个直接的视觉证据。 

这一突破是今天宣布发表在特刊一系列六篇论文  天体物理学杂志通讯。 图像揭示了在混乱87中心[1],附近室女座星系簇中的一个巨大的星系的黑洞。这个黑洞位于距地球5500万光年,拥有海量太阳[2]的6.5十亿倍。

世界各地的EHT链接望远镜,以形成具有空前的灵敏度和分辨率。[3]的接地尺寸虚拟望远镜。该EHT是多年国际合作,并为科学家提供了一种新的方式来研究爱因斯坦的预言是宇宙中最极端的对象的结果 广义相对论 在历史性的实验,首次证实理论[4]百年纪念年。

"We have taken the first picture of a black hole," said EHT project director Sheperd S. Doeleman of the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian. "这是由一队200名多名研究人员完成的一个了不起的科学壮举“。

黑洞具有巨大肿块,但非常紧凑的尺寸非凡的宇宙天体。这些对象的存在影响在极端的方式它们的环境,翘曲时空和超加热周围的任何材料。 

“如果沉浸在一个明亮的区域,像炽热的气体盘,我们预计黑洞产生类似阴影的暗部区域 - 爱因斯坦的,我们从来没有见过的广义相对论预言的东西,解释说:” EHT的椅子Radboud大学,荷兰的科学委员会海诺falcke。 “这个阴影,造成引力弯曲和视界的光捕获,揭示了很多关于这些迷人的对象的性质,使我们衡量M87的黑洞的质量巨大。”

多个校准和成像方法已揭示的环状带深色中心区域结构 - 黑洞的影子 - 即持续超过多个独立EHT观测。

“一旦我们确信我们已经拍摄了阴影,我们可以我们的观察比较,其中包括的扭曲空间物理学,物质过热和强磁场的广泛的计算机模型。许多观察图像的特征符合我们的理论认识出奇地好, “ 备注保罗T.P.浩EHT板构件和东亚天文台[5]的导演。 “这让我们有信心我们的观察,包括我们的黑洞的质量估计的解释。”

创建EHT是一个需要升级和连接的部署在各种具有挑战性的高空部位八预先存在的望远镜的全球网络一个巨大的挑战。这些地点包括在亚利桑那州和西班牙内华达山脉,智利的阿塔卡马沙漠,南极的hawai`i和墨西哥火山,山脉。

在EHT观察使用一种被称为甚长基线干涉测量其同步世界各地的望远镜设施,并利用我们的地球的旋转,形成一个巨大的地球大小的望远镜观察在1.3毫米的波长(VLBI)。 VLBI允许EHT达到20微弧度秒的角分辨率 - 足以在巴黎[6]从路边咖啡馆读纽约报纸。

造成这种结果的望远镜是 母校顶尖中, IRAM 30米的望远镜中, 麦克斯韦望远镜中, 大型毫米波望远镜阿方索·塞拉诺中, 亚毫米阵列中, 亚毫米波望远镜和 南极望远镜 [7]。从望远镜原始PB级数据进行由托管高度专业化的超级组合 德国马普射电天文研究所 和 麻省理工学院草堆天文台.

在东隧的建设,今天宣布的意见代表了几十年的观察,技术和理论工作的高潮。全球团队合作的这个例子中需要来自世界各地的研究人员密切合作。 13个合作伙伴机构合作创建的EHT,使用从各种机构都预先存在的基础设施和支持。关键的资金由美国国家科学基金会(NSF),欧盟的欧洲研究委员会(ERC),和供资机构在东亚地区提供。

一个最好玩的网站的物理学家和学生在文科和理科的大学贡献代表EHT的多波长工作组,他们的X射线观测分析。

“X射线观测帮助连接高能量辐射和视界附近物质的行为之间的点,说:”物理学助理教授乔伊尼尔森博士,谁与他的学生jadyn anczarski,'20分析数据。 “这是令人难以置信的是该项目的一个组成部分。”

“我们已经取得了一些认为是不可能仅仅一代人以前,得出结论:” doeleman。 “技术的突破,是世界上最好的广播台站,以及创新算法之间的连接都走到了一起,打开黑洞事件视界一个全新的窗口。”

笔记
[1]
 黑洞的阴影是我们可以得出黑洞本身,一个完全黑暗的物体光从其中无法逃脱的图像最接近的。黑洞的边界 - 视界从中EHT的名字 - 大约比它横跨不到40公里十亿蒙上和措施的影子较小的2.5倍。
[2] 超大质量黑洞是相对较小的天体 - 这使得他们无法直接观察到现在。作为一个黑洞的大小正比于它的质量,更大规模的黑洞,规模较大的影子。由于其巨大的质量和相对接近,M87的黑洞被预测为最大可视距离地球的一个 - 使之成为EHT一个完美的目标。
[3] 虽然望远镜没有物理连接,它们能够将其记录的数据与原子钟同步 -  氢微波激射器  - 这正是一次他们的意见。这些意见在1.3毫米的波长的2017年全球活动期间收集。的EHT的每个望远镜产生大量的数据 - 每天大约350兆兆字节 - 将其上存储的高性能充氦的硬盘驱动器。这些数据被空运到高度专业化的超级计算机 - 被称为相关 - 在 德国马普射电天文研究所 和 麻省理工学院草堆天文台 进行组合。他们然后精心转换成使用由所述合作开发的新的计算工具的图像。
[4] 100年前,两次探险出发去普林西比岛位于非洲海岸和sobra在巴西观察 1919日食,由,看是否星光将是围着太阳的肢体弯曲爱因斯坦的预言测试广义相对论的目标。在这些意见的回响,EHT已队员送到一些世界上海拔最高,隔离广播设施,以再次考验我们对引力的理解。
[5] 在EHT项目东亚天文台(EAO)的合作伙伴代表了许多地区在亚洲的参与,包括中国,日本,韩国,台湾,越南,泰国,马来西亚,印度和印度尼西亚。
[6] 未来EHT观测将看到大幅度增加灵敏度的参与 IRAM意向对象天文台中, 格陵兰望远镜 和 基特峰望远镜.
[7] 母校 是欧洲南方天文台的伙伴关系(欧洲南方天文台;欧洲,代表其成员国),美国美国国家科学基金会(NSF),和自然科学日本(NINS),与国家研究委员会(加拿大),科学技术部共同的国家机构(最;台湾),中央研究院天文及天文物理研究所(中研院天文所;台湾),韩国天文和太空科学研究所(卡西;大韩民国),与智利共和国合作。 顶尖 由操作 欧洲南方天文台中, 30米望远镜 由操作 IRAM (该IRAM伙伴组织是德国MPG),法国国家科学研究中心(法国)和IGN(西班牙))中, 麦克斯韦望远镜 由操作 EAO中, 大型毫米波望远镜阿方索·塞拉诺 由操作 inaoe 和 麻省大学中, 亚毫米阵列 由操作 圣保罗 和 中研院天文所 和 亚毫米波望远镜 由亚利桑那无线电天文台(ARO)操作。该 南极望远镜 由操作 芝加哥大学 通过提供专业EHT仪表 亚利桑那大学。