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来自研究机构

准备好特写了:新技术使黑洞的图像更清晰

日期:
2022年8月16日
来源:
哈佛-史密森天体物理中心
简介:
利用新的计算算法,科学家们测量了一个尖锐的光圈,据预测,这是由绕着超大质量黑洞后面旋转的光子产生的。
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完整的故事

当科学家们在2019年公布人类历史上第一张黑洞的照片时——描绘了一个黑暗的核心,周围环绕着一团向它坠落的炽热物质——他们认为,更丰富的图像和见解正在等待从数据中梳理出来。

模拟预测,在明亮的橙色光芒的掩盖下,应该存在一个薄而明亮的光环,这是由光子在黑洞的强烈引力下被甩到黑洞后面所产生的。

现在,一组研究人员将理论预测和复杂的成像算法结合起来,“重制”了M87*星系中心超大质量黑洞的原始图像,该图像最初是由事件视界望远镜(EHT)于2019年捕获的。他们的研究结果今天发表在天体物理学杂志与理论预测一致,并为探索这些被认为位于大多数星系中心的神秘物体提供了新的方法。

“我们采取的方法是利用我们对这些黑洞的理论理解,为EHT数据建立一个定制的模型,”来自哈佛和史密森尼天体物理中心的研究合著者、EHT合作成员多米尼克·佩斯塞(Dominic Pesce)说。“我们的模型将重建图像分解成我们最关心的两部分,这样我们就可以单独研究这两部分,而不是混合在一起。”

这项研究的负责人、圆周研究所德莱尼家族约翰·阿奇博尔德·惠勒主席艾弗里·布罗德里克说,EHT之所以成为可能,是因为它“本质上是一种计算工具”。“它对算法的依赖就像对钢铁的依赖一样。先进的算法发展使我们能够探测图像的关键特征,同时以EHT的原生分辨率渲染其余部分。”

为了获得这一结果,研究小组使用了他们开发的名为THEMIS的成像软件,该软件使他们能够从M87*黑洞的原始观测中分离出独特的环状特征,并揭示了从黑洞向外喷射的强大射流的痕迹。

合著者、国立台湾师范大学助理教授溥鸿一说,通过“剥离”图像的元素,“黑洞周围的环境就可以清晰地揭示出来。”

黑洞一直被认为是不可见的,直到科学家们用一个名为EHT的全球望远镜网络把它们从隐藏的地方哄出来。EHT研究人员利用四大洲的八个天文台,都指向天空中的同一个点,并以纳秒计时连接在一起,在2017年观测到了两个黑洞。

EHT合作项目于2019年首次揭示了M87*的超大质量黑洞。在2022年晚些时候,他们在我们银河系的中心发现了一个相对较小但动荡的黑洞,称为人马座A*(或Sgr A*)。

超大质量黑洞占据了大多数星系的中心,在一个很小的空间里容纳了惊人的质量和能量;例如,M87*黑洞的质量是地球的2千万亿倍(2后面跟着15个0)。

科学家们在2019年公布的M87*图像是一个里程碑式的发现,但研究人员认为他们仍然可以进一步锐化图像并收集新的见解。通过将他们的新软件技术应用于2017年的原始数据,该团队能够将数据的约束力集中在理论和模型预测的潜伏在表面之下的现象上。

这项新开发的技术刚刚在2017年现有的EHT数据上显示出其前景。

“随着我们继续增加更多的望远镜并建立下一代EHT,数据质量和数量的增加将使我们能够对这些特征施加更明确的限制,我们现在只是第一次看到这些特征,”共同作者保罗·蒂德说,他是CfA天体物理学家和哈佛大学黑洞计划的EHT研究员。

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故事来源:

材料所提供的哈佛-史密森天体物理中心注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Avery E. Broderick, Dominic W. Pesce, Roman Gold, Paul Tiede, Pu hong -Yi, Richard Anantua, Silke Britzen, Chiara Ceccobello, Koushik Chatterjee,陈永军,Nicholas S. Conroy, Geoffrey B. Crew, Alejandro Cruz-Osorio, Yuzhu Cui, Sheperd S. Doeleman, Razieh Emami, Joseph Farah, Christian M. Fromm, Peter Galison, Boris Georgiev, Luis C. Ho, David J. James, Britton Jeter, Alejandra Jimenez-Rosales, Jun Yi Koay, Carsten Kramer, Thomas P. Krichbaum, Sang-Sung Lee, Michael Lindqvist,Iván Martí-Vidal、Karl M. Menten、Yosuke Mizuno、James M. Moran、Monika Moscibrodzka、Antonios Nathanail、Joey Neilsen、倪春冲、Jongho Park、Vincent pisamutu、Luciano Rezzolla、Angelo Ricarte、Bart Ripperda、邵丽静、田崎文美、Toma Kenji、Pablo Torne、Jonathan Weintroub、Maciek Wielgus、袁峰、赵善善、张硕。M87*中的光子环天体物理学杂志, 2022;935 (1): 61 doi:10.3847 / 1538 - 4357 / ac7c1d

引用此页

哈佛-史密森天体物理中心。“准备好特写了:新技术使黑洞的图像更清晰。”《科学日报》。科学日报,2022年8月16日。< www.koonmotors.com/releases/2022/08/220816120310.htm >。
哈佛-史密森天体物理中心。(2022年8月16日)。准备好特写了:新技术使黑洞的图像更清晰。《科学日报》。2023年6月19日检索自www.koonmotors.com/releases/2022/08/220816120310.htm
哈佛-史密森天体物理中心。“准备好特写了:新技术使黑洞的图像更清晰。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2022/08/220816120310.htm(2023年6月19日访问)。

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