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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Astronomy
标 题: 《自然》杂志发表上海天文台重要成果
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Nov 22 13:10:35 2005), 转信
上海天文台
新闻发布会现场
中国科学院上海天文台沈志强研究员领导的国际天文研究小组,通过对位于银河系
中心被称为人马座A*(Sgr A*)的神秘射电发射源的高空间分辨率观测,发现了银河系的
中心存在超大质量黑洞的证据。这是天文学家第一次看到距离黑洞中心如此近的区域。
该研究成果刊登在11月3日出版的英国《自然》周刊上。
沈志强及其合作者,包括美国国家射电天文台台长鲁国鏞、加州理工学院的梁茂昌
、哈佛——史密松天体物理中心的贺曾樸(现任中国台湾天文暨天文物理研究所所长)和
赵军辉,利用国际先进的甚长基线干涉阵(VLBA)于2002年11月3日成功获得了Sgr A*在3.
5毫米波长上的首个图像,并进而确定该源的真实直径与地球轨道半径相当。也就是说,
这个至少40万倍于太阳质量的Sgr A*所占区域的直径只有1.5亿公里,由此推断出的最小
质量密度比任何目前已知的黑洞候选者的密度都要大了一万亿倍以上,为“Sgr A*是超
大质量黑洞”的物理解释提供了有力的证据。
更令人兴奋的是,这是天文学家第一次观察到距离黑洞中心如此近的区域。根据爱
因斯坦的广义相对论,超大质量黑洞的强引力场会致使经过其边缘的光线发生弯曲,使
其中央出现一个相对于周围亮环状辐射显著变暗的阴影。对红外波段观测到的Sgr A*周
围的年轻大质量恒星的轨道运动的研究表明,Sgr A*的质量约相当于400万个太阳的质量
。以此推断,Sgr A*黑洞的阴影直径是其在3.5毫米的辐射区域大小的一半。因此,未来
在1毫米或更短波长上的观测将很有希望触及与阴影直径可比拟的区域,这为检验广义相
对论提供了一个有力的工具。
Sgr A*所在的银河系中心距离太阳系约26000光年(1光年相当于10万亿公里),其发
出的射电波信号虽然能穿透遮挡着可见光的尘埃,但却要受到星际等离子体介质的散射
影响,使得直接测得的源的视大小比真实的要大。这与雨夜的街灯看上去比平时大是一
个原理。从1997年开始,该研究小组对Sgr A*开展了大量的VLBA观测研究,并发展了一
套数据分析方法以提高测量的精确度,为最终测得Sgr A*的大小打下了基础。
黑洞概念的科学是在一个世纪前提出的,如何从观测上证明黑洞的真实存在是现代
天体物理学中最具挑战性的课题之一。近几年的空间天文卫星和地面大型天文仪器已经
发现了很多黑洞候选者,其中1974年2月发现的位于银河系中心的致密射电源Sgr A*因其
距离我们最近,而被公认为是研究黑洞物理的最佳目标。
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