哈佛-史密森纳天体物理中心 为了更好地理解M87星系核心的黑洞，EHT合作组织发起了一场多波长观测活动
对无线电、可见光、紫外线、x光和伽马射线电磁频谱的观察揭示了超大质量黑洞对其周围环境的深远影响
信用:EHT合作；NASA/斯威夫特；NASA/费米；加州理工-NuSTAR；CXC；CFa-VERITAS；MAGICHESS 2019年4月，科学家们使用事件视界望远镜(EHT)发布了M87星系中黑洞的第一张图像
然而，这一非凡的成就只是科学故事的开始
今天公布的来自19个天文台的数据有望对这个黑洞及其驱动的系统提供无与伦比的洞察力，并改进爱因斯坦广义相对论的测试
“我们知道黑洞的第一张直接图像将是突破性的，”日本国家天文台的哈达和田一弘说，他是发表在《天体物理学杂志快报》上的一项新研究的合著者，该研究描述了大量的数据
“但是为了最大限度地利用这张引人注目的图像，我们需要通过观察整个电磁波谱来尽可能了解黑洞当时的行为
" 超大质量黑洞的巨大引力可以推动粒子射流以几乎光速穿越遥远的距离
M87的喷流产生的光覆盖了整个电磁波谱，从无线电波到可见光到伽马射线
这种模式对于每个黑洞都是不同的
识别这种模式给了我们对黑洞属性的重要洞察——例如，它的自旋和能量输出——但这是一个挑战，因为这种模式随着时间而变化
科学家们通过协调地面和太空中许多世界上最强大的望远镜的观测来补偿这种可变性，收集光谱中的光
这些2017年的观测是有史以来对超大质量黑洞进行的最大规模的同步观测活动
由哈佛&史密森尼天体物理中心管理的三个天文台参加了这一里程碑式的活动:夏威夷希洛的亚毫米阵列；天基钱德拉x光观测站；亚利桑那州南部的高能辐射成像望远镜阵列系统
从EHT现在标志性的M87图像开始，一个新的视频带领观众通过每个望远镜的数据开始一段旅程
每一个连续的帧都显示了跨越十个尺度因子的数据，包括光的波长和物理尺寸
序列从2019年4月的黑洞图像开始
然后，它通过来自全球其他射电望远镜阵列的图像，在每个步骤中向外移动
接下来，视野变成了探测可见光、紫外光和x光的望远镜(钱德拉)
屏幕分开显示这些同时覆盖相同天空的图像是如何相互比较的
该序列最后展示了地面伽马射线望远镜和太空费米望远镜从这个黑洞及其喷流中探测到的东西
每台望远镜都传递了关于6号行为和影响的不同信息
位于M87中心的50亿太阳质量黑洞，距离地球约5500万光年
加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的合著者达里尔·哈格德说:“有多个团体渴望看看他们的模型是否与这些丰富的观察结果相匹配，我们很高兴看到整个社区都使用这个公共数据集来帮助我们更好地理解黑洞和它们的喷流之间的深层联系。”
这些数据是由一个由760名科学家和工程师组成的团队收集的，他们来自32个国家或地区的近200个机构，并使用了由全球各机构资助的观测站
观察集中在2017年3月底至4月中旬
“这组令人难以置信的观测包括许多世界上最好的望远镜，”合著者、马来西亚吉隆坡马来亚大学的胡安·卡洛斯·阿尔加巴说
“这是世界各地的天文学家共同努力追求科学的一个极好的例子
" 第一个结果表明，M87超大质量黑洞周围物质产生的光强度是迄今为止观察到的最低的
这为观察黑洞的“影子”创造了理想的条件，同时也能够将靠近视界的区域的光与远离黑洞的数万光年的区域的光隔离开来
来自这些望远镜的数据和当前(以及未来)EHT观测的结合，将允许科学家对一些天体物理学最重要和最具挑战性的研究领域进行重要的研究
例如，科学家计划利用这些数据来改进爱因斯坦广义相对论的测试
目前，关于围绕黑洞旋转并被喷射出去的物质的不确定性，特别是决定发射光的性质，是这些广义相对论测试的主要障碍
今天的研究解决了一个相关的问题，即被称为“宇宙射线”的高能粒子的起源，它不断地从外层空间轰击地球
它们的能量可以比地球上最强大的加速器——大型强子对撞机——产生的能量高出一百万倍
从黑洞发射的巨大喷流，就像今天图片中显示的，被认为是最高能量宇宙射线最有可能的来源，但是关于细节有很多问题，包括粒子加速的精确位置
因为宇宙射线通过碰撞产生光，最高能量的伽马射线可以精确定位这个位置，新的研究表明这些伽马射线可能不会在事件视界附近产生——至少不会在2017年产生
解决这场争论的关键将是与2018年的观察结果进行比较，以及本周收集的新数据
“理解粒子加速度对于我们理解EHT图像以及喷流的所有‘颜色’非常重要，”来自阿姆斯特丹大学的合著者塞拉·马科夫说
“这些喷流设法将黑洞释放的能量输送到比宿主星系更大的尺度，就像一根巨大的电源线
我们的结果将帮助我们计算携带的能量，以及黑洞喷流对其环境的影响
" 这一新的数据宝库的发布恰逢EHT 2021年的观测运行，这是自2018年以来首次利用全球范围内的一系列无线电天线
去年的活动因新冠肺炎大流行而取消，前一年因不可预见的技术问题而暂停
就在本周，EHT天文学家连续六个晚上瞄准了几个超大质量黑洞:再次是M87中的一个，我们银河系中的一个叫做人马座A*，还有几个更远的黑洞
与2017年相比，该阵列有所改进，增加了三个射电望远镜:格陵兰望远镜、亚利桑那州的基特峰12米望远镜和法国的北方扩展毫米阵列
“随着这些数据的发布，再加上观测的恢复和EHT的改善，我们知道许多令人兴奋的新结果即将出现，”耶鲁大学的合著者米斯拉夫·巴洛科维奇说
“看到这些结果出来，我真的很兴奋，还有我在形状记忆合金上工作的同事，他们中的一些人直接参与了为M87的壮观景象收集一些数据，”合著者加勒特·基廷说，他是亚毫米阵列项目的科学家
“随着射手座A *——银河系中心的巨大黑洞——的结果很快出来，以及今年观测的恢复，我们期待着在未来几年EHT会有更惊人的结果
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