NASA 的韦伯将与视界望远镜联手揭示银河系的超大质量黑洞

在地球上孤立的山顶上，科学家们等待着今晚就是夜晚的消息。地面和太空中数十个望远镜之间的复杂协调已完成，天气晴朗，技术问题已得到解决——隐喻的星星对齐。是时候看看我们银河系中心的超大质量黑洞了。

天文学家称之为“计划数独”，它发生在事件视界望远镜 (EHT) 合作的观测活动的每一天，他们很快就会有新的玩家参与进来；美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜将加入这项工作。在韦伯的第一批观测中，天文学家将利用其红外成像能力来解决银河系黑洞提出的一些独特而持久的挑战，名为人马座 A*（Sgr A*；星号发音为“星”）。

2017 年，EHT 利用地球上 8 个射电望远镜设施的综合成像能力，捕捉到了 M87 星系中超大质量黑洞周围区域的历史性第一张照片。 Sgr A* 比 M87 的黑洞更近但更暗，其周围物质中独特的闪烁耀斑每小时都会改变光的模式，给天文学家带来挑战。

天文学家 Farhad Yusef-Zadeh 说：“我们银河系的超大质量黑洞是唯一已知有这种耀斑的黑洞，虽然这使得拍摄该区域的图像非常困难，但它也使人马座 A* 在科学上更加有趣。” ，西北大学教授，韦伯观测Sgr A*计划的首席研究员。

耀斑是由于黑洞周围的粒子暂时但强烈地加速到更高的能量，并伴有相应的光发射。使用 Webb 观测 Sgr A* 的一个巨大优势是能够从月球以外的望远镜位置同时并连续地捕获两个红外波长（F210M 和 F480M）的数据。 Webb 将有一个不间断的视图，观察 EHT 团队可以使用自己的数据作为参考的燃烧和平静的循环，从而产生更清晰的图像。

引起人马座 A* 耀斑的来源或机制备受争议。关于人马座 A* 的耀斑如何开始、达到峰值和消散的答案可能会对未来的黑洞研究、粒子和等离子体物理学，甚至来自太阳的耀斑产生深远的影响。

作为广义相对论的一部分，阿尔伯特爱因斯坦预测的黑洞在某种意义上与其名称所暗示的相反——黑洞不是空间中的空洞，而是已知物质中最密集、最紧密的区域。黑洞的引力场是如此强大，以至于它会扭曲自身周围的空间结构，任何靠得太近的物质都会永远束缚在那里，连同物质发出的任何光。这就是为什么黑洞看起来是“黑色的”。望远镜探测到的任何光线实际上都不是来自黑洞本身，而是来自它周围的区域。科学家将这种光的最终内部边缘称为事件视界，这就是 EHT 合作得名的地方。

M87的EHT图像是爱因斯坦黑洞预测正确的第一个直接视觉证据。黑洞仍然是爱因斯坦理论的试验场，科学家们希望通过 EHT、韦伯、X 射线和其他天文台精心安排的多波长观测人马座 A* 将缩小广义相对论计算的误差范围，或者也许指向我们目前不了解的新物理领域。

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