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终于!银河系中心坍缩首张照片发布!

发布时间:2023-03-10

SA段,一方面反射镜的分辨本领都会随之增加,另一方面愈来愈容易克服同步伽马X自吸收引起的不透明度阻碍。这些都有利于日趋看透越来越靠近引力并由其引力弯曲所最终的外缘的(亚)LISA伽马X骨架(即“引力黑暗”)。

在VLBI目视之中,为分析并断言所目视到的“能见度(visibility)”原始数据,偶尔加到两种分析方法:

对能见度原始数据从外部进行时建模近似,一般而言采用一些拓扑学建模,比如二维的弧或椭弧拉普拉斯弧形、外缘、盘状或上新月状建模等。这里建模的精细素质由原始数据的特征来最终。

对能见度原始数据进行时激光,再对由此可知像进行时建模化分析,得单单尤其的建模数值,从而对所目视的伽马X骨架进行时量化描述。

两种分析方法各有优劣,建模近似非常从外部,尤其在反射镜数目不多、较宽延展不足以激光的情况下就能得单单一些非常可靠的结论,类似于的案例是Whitney等(1971)在只有两个反射镜(一条反射镜较宽)的目视原始数据的情况下,就采用了建模近似的分析方法推断出了3C 279之中的视超光速成因。这也是很多早期目视采用此分析方法的原因。但这有时候都会由于建模非常简单而损失了细节。相合反,激光的结果都会非常抽象,但激光操作过程又都会带给一些额外的不考虑到性。在很多工作之中,这两种分析方法都会同时使用,以便给予最可靠的结果,这些操作过程有时候又与原始数据的测量结合在一起。

随着VLBI新技术及目视装置的转型,人们对Sgr A*民间组织起来了一系列的极高辨率目视,尤其是近二十多年来在LISA段民间组织起来的目视。

在7LISA段,首次的激光结果由 Krichbaum 之比1993年给予(Krichbaum等 1993),但由于投身于目视的反射镜数目较多于,这些结果仍普遍存在很小不考虑到性。尽管原先有不多于在该近红外的目视,但由于原始数据测量之中普遍存在很小不考虑到性,人们长期未能准确地考虑到并外加折射振荡的阻碍,进而只能获知Sgr A*的内得有骨架。其之中一个主要原因是,参加目视的绝大多数反射镜不是各种类型为LISA目视而建造,且多坐落于中纬度,在目视坐落于南天的Sgr A*时受到严重的大气阻碍。2004年,Bower等通过借助的环状稍微的分析方法消除原始数据测量之中的不考虑到性,在考虑到并外加折射振荡最后测量了Sgr A*的内得有不等(Bower等 2004)。

在3LISA段,Rogers之比1994年首次侦测到Sgr A*。之中科院厦门气象局科学研究员沈志强牵头的国际上设计团队于2002年借助美国的甚长较宽插手自适应VLBA对 Sgr A*民间组织起来了首次的实时激光目视(如由此可知2所示),并测量到Sgr A*在3毫米的内得有不等,推断出了赞成脉冲星之为中心普遍存在超大能量表面积引力的有意思的证词(沈志强等 2005)。

由此可知二:Sgr A*在3毫米的CLEAN由此可知像,左右两由此可知分别互换使用椭弧和弧状洁束翻修的由此可知像(由此可知片尤其联:沈等人 2005)

随着坐落于南半球的LISA反射镜的加入(例如,大型LISA反射镜LMT,阿拉伯语塔玛大型毫米亚毫米自适应ALMA),近年来的目视已尽可能愈来愈好地限制Sgr A*的二维内得有骨架及曲速折射的性质(如Issaoun等人 2019, 2021)。

在1LISA段,由于LISA反射镜数目的限制长期未能解决问题真正的VLBI激光。1998年,Krichbaum等(1998)首次在坐落于法国和西班牙的两个IRAM的反射镜间解决问题了针对SgrA*的1毫米条纹侦测,并给予了其在1毫米的角不等。Doeleman等(2008)借助一个三台站的自适应民间组织起来了1毫米目视,推断出Sgr A*普遍存在惨案黑洞大尺度上的低质量骨架。通过近似一个弧拉普拉斯状的拓扑学建模,推断出该骨架的不等为37透AU。由于原始数据的限制,这些目视尚必须用来考虑到比一个弧拉普拉斯愈来愈精细的建模。Fish等(2011)借助后来类似的目视推断出尽管Sgr A*的流量表面积在几天内暴发了明显扭曲,但其不等随一段时间的变异却并不明显。Johnson 等(2015)推断出Sgr A*的低质量骨架较强明显的线偏振特征,意味着脉冲星之为中心引力的外面普遍存在有序的磁场骨架。通过对VLBI原始数据之中的环状载波文档的分析,Fish 等(2016)推断出Sgr A*在1毫米的伽马X骨架较强不对称性。坐落于智利的阿塔卡马探中华路者实验室反射镜(APEX)加入到1毫米VLBI自适应后,中华路如森等(2018)于2018年推断出Sgr A*的目视原始数据已必须再用单一的拉普拉斯建模来断言。通过考虑较此稍精细的建模,推断出在总体为50透AU的骨架内普遍存在愈来愈为低质量的亚骨架。尤其是与目视原始数据最适用的上新月状建模(由此可知3),其圆形为52透AU,与广义相合对来说论预见的引力黑暗的结果单单奇地保持一致。这也是此次脉冲星之为中心引力激光之前1毫米VLBI目视的最上新结果。

由此可知三:Sgr A*的低质量骨架的建模示意由此可知(由此可知片尤其联:中华路如森等 2018 [注:由于合作开发者作梗为首次引力激光结果预留空间,原博士论文之中只能刊载建模近似的拟合由此可知像,只能使用灰色示意由此可知。])。

它的第一张相合片,为什么“放”了五年?

由于EHT合作开发早在2019年就暂定了首次M87引力激光的结果(中华路如森Bell左文文 2019),此次对脉冲星之为中心引力的首次激光可以话说是人们来为的。然而人们不已都会问,既然EHT在2017年4月仍然同时目视了M87* 和Sgr A*, 后者的“相合片”为什么如此耗时呢?

因为“灌入”这张相合片的新技术难度愈来愈大。

一方面,除了末尾提到的曲速折射之中的衍射振荡带给的角致宽正因如此,还普遍存在入射角折射的振荡,其结果是引入所谓的“入射角噪声”都会叠加在Sgr A*本身所互换的能见度稍微文档上。

另一方面,越发重要的原因是,Sgr A*靠近引力处的强磁场伽马X的由此可知案和亮度都会表现单单快速变异(类似于的变异时标为几分钟),远远较短于一般而言VLBI激光所需要的目视一段时间(几个小时)。因此对这样的变源进行时VLBI由此可知像翻修违反了太阳系偏心率孔径立体化激光的基本假设(中华路如森等 2016)。

加之目前为止的反射镜较宽延展仍然非常稀疏,这些考量一起使得翻修Sgr A*在惨案黑洞大尺度上的由此可知像随之而来巨大单打独斗,EHT合作开发设计团队不得不开发愈来愈精细的工具来消除折射以及这种骨架变异对激光所带给的阻碍。由于VLBI翻修的由此可知像一般而言不较强普遍性,EHT合作开发设计团队借助与目视原始数据的特征相合保持一致的模拟器原始数据来“训练”各种激光分析方法,从而所选激光所需的拟合数值集。借助这些拟合数值集,我们推断出所给予激光之中的绝大多数结果显示了外缘骨架,其圆形、间距和之为中心黑暗素质在相合同的激光分析方法和数值选择之中是保持一致的。然而,翻修的由此可知像在其具体有机体上结果显示单单了多样性,尤其是沿着环状的方向上的数值分布区。这种多样性是由于EHT目前为止仍然局限的反射镜较宽延展再补足Sgr A*的骨架变异所带给的。

然而,翻修的由此可知像在其具体有机体上结果显示单单了多样性,尤其是沿着环状的方向上的数值分布区。这种多样性是由于EHT目前为止仍然局限的反射镜较宽延展再补足Sgr A*的骨架变异所带给的。

所有翻修的由此可知像可根据其有机体分为四个邻域,其之中三个邻域之中的由此可知像再现单单外缘的骨架,只是环状的亮度沿方向上的分布区相合同,而第四个邻域之中举例来话说了相合对来说数目较小的由此可知像,尽管它们也能与原始数据相合似,但有点不像环状形。

再度,通过将数千张使用相合同激光分析方法给予的由此可知像最低出去作用于了一幅Sgr A*的都是性由此可知像 (如由此可知4所示)。

由此可知四:上方为EHT从2017年4月7日的目视之中给予的Sgr A*的都是性由此可知像。左侧四个由此可知左边演示了三个再现外缘骨架的由此可知像邻域的最低由此可知像和一个非外缘骨架的由此可知像邻域的最低由此可知像。由此可知之中的柱状由此可知结果显示了同属每个邻域的由此可知像的相合对来说比例,其离地都是了每个邻域对再度相合片的相合对来说开创性。(由此可知片尤其联:EHT合作开发民间组织)

基于对反射镜较宽延展的情况、当此特征、以及曲速折射性质的解读,并结合模拟器原始数据,我们可以话说EHT目视原始数据轻而易举地毫无疑问Sgr A*的由此可知像确实由一个圆形为50透AU的外缘骨架分庭抗礼,这与能量表面积为4百万倍太阳能量表面积,半径太阳系为8kpc的引力所预期的“黑暗”的不等非常保持一致。

此次激光结果为脉冲星之为中心超大能量表面积引力的普遍存在提供了从外部证词,并首次将10^3-10^5个引力半径大尺度上的星体轨道动力学测量的预见与惨案黑洞大尺度上的由此可知像和当此建立联系出去。这两项地,与超大能量表面积引力M87∗的EHT激光结果非常,表明了广义相合对来说论的预见在跨越三个能量表面积单项系统之中的保持一般性,充分毫无疑问“天下引力一般黑”!

“引力照相合馆”的下一步是“引力小视频”

作为离本能都只的超大能量表面积引力,Sgr A*为我们提供了一个检查广义相合对来说论和探索引力斯坦福大学的独特实验室室。随着此次首张脉冲星之为中心引力相合片的披露,原先的工作将通过偏振目视原始数据来科学研究该引力外面的磁场,并近一步科学研究与目视到的X-X耀斑活动有关的骨架变异。

2017年最后,随着上新反射镜的加入以及原始数据记录带宽的随之增加,EHT自适应的灵敏度也在随之给予提升,对Sgr A*这一变源的激光能力在随之增强。

更进一步随着愈来愈多亚LISA反射镜的加入,上半年解决问题对其24小时不间断的接力激光目视,我们将再度尽可能解决问题对该引力外面物理环状境的动态摄像。在这一方面,若建设坐落于之中华人民共和国的亚LISAVLBI反射镜并参加尤其目视,将都会起到很关键的作用。

参考文献

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[21] 中华路如森,左文文,2019。世界首张引力相合片单单炉,之中华人民共和国科学家有啥开创性?(赛先生)

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