zt中国科学家量出黑洞大小 质量是太阳40万倍(图)

　　在我们生活的银河系中心位置，藏匿着一个人肉眼无法看见的“超级黑洞”：它的直径与地球相当，质量却至少是太阳的40万倍。它“吞噬”周围的所有物质，连光也无法逃逸出去。利用国际最先进的地面望远镜阵列，上海科学家领导的一个国际小组成功拍摄到了迄今为止最接近该黑洞的“射电照片”。
　　
　　今天出版的英国《自然》杂志刊登了这一重大成果，并专门配发了评论。主持此项工作的中科院上海天文台沈志强研究员说，这是现有观测条件下，确认银河系中心存在该“超级黑洞”的最令人信服的证据。这个黑洞位于人马座方向，距地球约26000光年。
　　
　　据悉，早在上世纪30年代，天文学家就从理论上预言了黑洞存在，但由于它本身不发光，因此，如何从观测上证实黑洞成为现代天体物理学最具挑战性的课题之一。近几年来，包括“哈勃”等空间和地面大型望远镜已经遴选出许多“候选黑洞”，其中离我们最近的银河系人马座目标是各国天文学家竞相研究的热点。
　　
　　从1997年开始，利用位于北半球10个射电望远镜组成的阵列，沈志强领导的国际小组展开大量观测，并用新方法不断提高观测精度。在5年中，无线电波的“视线”一步步接近该黑洞，最终获得了世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像。
　　
　　“这是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域，确实令人兴奋”，沈志强说。通过观测，科学家们发现，这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小，且密度也十分惊人，比现有的“候选黑洞”密度要大10000亿倍以上。
　　
　　根据黑洞理论，黑洞是由大质量的恒星坍缩形成的。此时原来构成恒星的物质集中于一“点”，其密度趋向无限大，以至于光都无法逃脱它的引力。因此从外界看，这种天体是全黑的。由于黑洞的这一特点，使得天文学家寻找黑洞的工作十分困难。天文学家只能根据黑洞能够剧烈地“吞噬”它附近的天体这一性质，确定其存在。
　　
　　通常黑洞有三种类型，一种是位于星系中央的“超级黑洞”，另一种是恒星级的黑洞，其质量大概有数十个太阳左右。还有是介于两者中间的“中等质量黑洞”。
　　
　　（来源：文汇报）

This is the image:

                               
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人马座中的A*在该图像中显示为一个白点

[quote:b053a0e9ab="yang012"]　它的直径与地球相当，质量却至少是太阳的40万倍。[/quote]
感觉文汇报的报道有失准确。
看原文：
Last year, a different team announced that their measurements showed the object would fit inside the complete circle of Earth's orbit around the Sun. Shen and his team, by observing at a higher radio frequency, measured Sagittarius A* as half that size.
去年另一组人宣布他们的观测结果是“直径和地球绕太阳的轨道相当”
Shen的观测显示是“直径是地球绕太阳的轨道的‘一半’，而不是和地球的直径相当。

主持此项工作的中科院上海天文台沈志强研究员说，这是现有观测条件下，确认银河系中心存在该“超级黑洞”的最令人信服的证据。

还不是最后的证据，最后的证据应该是在黑洞强大引力下该黑洞产生的“影子”。

"The extremely strong gravitational pull of a black hole has several effects that would produce a distinctive 'shadow' that we think we could see if we can image details about half as small as those in our latest images," said Fred K.Y. Lo, Director of the National Radio Astronomy Observatory and another member of the research team. "Seeing that shadow would be the final proof that a supermassive black hole is at the center of our Galaxy," Lo added.
"

下面是台湾“中央研究院”的新闻稿：

中央研究院新聞稿
發現銀河系中心藏匿著超大質量黑洞最強有力證據
（台灣時間94 年11 月3 日凌晨2:00 前禁止發布）
由大陸、台灣和美國天文學家組成的國際研究小組，透過對銀河
系中心人馬座A*（Sgr A*）的神秘電波源的高解析度觀測，發現支持
「銀河系中心存在超大質量黑洞」觀點的最有力證據。該研究成果將
刊載於11 月3 日出版的英國期刊《自然(Nature)》。
研究小組成員包括中國科學院上海天文臺沈志強博士（曾任本院
天文所籌備處副教授級學者）、美國國家電波天文台台長魯國鏞博士
（曾任天文所籌備處主任）、美國加州理工學院梁茂昌博士（曾任天
文所籌備處研究助理）、本院天文所籌備處特聘研究員兼主任賀曾樸
及美國哈佛-史密松天文物理中心趙軍輝博士（曾任天文所籌備處客
座學人）。該小組利用國際先進的特長基線干涉陣列（VLBA），於2002
年11 月20 日首次成功獲得Sgr A*在3.5 毫米波長上的影像，並進而
確定該源的直徑與地球軌道半徑相當。也就是說，這個大約400 萬倍
太陽質量的電波源其所占區域的直徑只有1.5 億公里，由此推斷出的
最小質量密度比任何目前已知可能的黑洞的密度都要大1 萬億倍以
上，強烈地支持Sgr A*的超大質量黑洞本質。
更令人興奮的是，這是天文學家首次看到距離黑洞中心如此近的
區域。根據愛因斯坦的廣義相對論，超大質量黑洞的強引力場會使經
過其邊緣的光線發生彎曲，使其中央出現1 個相對於周圍亮環狀輻射
顯著變暗的陰影。對紅外波段觀測到的Sgr A*周圍的年輕大質量恒星
軌道運動的研究顯示，Sgr A*的質量約相當於400 萬個太陽的質量。
如此，Sgr A*黑洞的陰影直徑是其在3.5 毫米的輻射區域大小的一半。
因此，未來在1 毫米或更短波長上的觀測，將很有希望觸及與陰影直
徑可比擬的區域，這為檢驗廣義相對論提供了一個有力的工具。
魯國鏞台長表示，「我們相信如果觀測頻率再加倍，將會看見愛因
斯坦廣義相對論效應所產生的黑洞陰影」。賀曾樸主任亦表示，「頻率
加倍（波長減半）會將觀測推向次毫米波段，此正是史密松天文台與
本處合作之次毫米波陣列(Submillimeter Array, SMA)的觀測波段。次
毫米波陣列是目前正於智利興建中之大型毫米波暨次毫米波陣列
(Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array,簡稱ALMA)的先驅。
臺灣亦參與了ALMA 的興建計畫。有了ALMA，並結合其他毫米波
2
望遠鏡，將有可能進一步揭開黑洞陰影的奧祕。」
Sgr A*所在的銀河系中心距太陽系約26000 光年（1 光年等於光
在一年時間內穿越的空間距離，相當於10 萬億公里），其所發出的電
波信號雖然能穿透遮擋著可見光的塵埃，但卻會受到星際電漿介質的
散射而放大，使得電波源看起來比實際還要大。這與雨夜的街燈看上
去比平時大是相同的原理。從1997 年開始，該研究小組對Sgr A*開
展了大量的VLBA 觀測研究，並發展了一套資料分析方法以提高測
量的精確度，為最終測得Sgr A*的真實大小打下基礎。
提出科學性的黑洞概念，是在一個世紀前，如何從觀測上證明黑
洞的真實存在是現代天文物理學中最具挑戰性的課題之一。近幾年的
太空天文衛星和地面大型天文儀器已經發現了很多可能的黑洞，其中
1974 年2 月發現位於銀河系中心的緻密電波源Sgr A*因其距離我們最
近，被公認為是研究黑洞物理的最佳目標。
本新聞稿係本院與美國國家電波天文台、哈佛-史密松天文物理
中心及中國科學院上海天文臺同步發布。

英文报道发在天文知识版上，确实是一个AU

倒……
搞了好多年，还是人马座A。

[quote:6988b18f3b="活动星图"]倒……
搞了好多年，还是人马座A。[/quote]

呵呵 一块肥肉呀。看谁最先得到了。

[quote:57e7eb9747="活动星图"]倒……
搞了好多年，还是人马座A。[/quote]

不要酱子。

天文学观测和研究不是追新奇，而是要彻底弄明白所观测的对象。如果还没有弄清楚，那它就会强烈地吸引天文学家们的注意力。

你可以想想研究人马A*的困难程度，想想对于处于银河系中心的人马A*，如果想要达到1AU的分辨率的挑战性。我的经验是，天文爱好者进步的一个重要保证是，不但喜欢知其然（观测，看各种各样的有趣天文现象），而且还有一种渴望知其所以然的心态。

[quote:049387809f="yang012"]　
....
藏匿着一个人肉眼无法看见的“超级黑洞”：它的直径与地球相当，质量却至少是太阳的40万倍...

　　（来源：文汇报）[/quote]

Earth or Earth orbit??

400k or 4 million solar masses?

Also, after reading some more serious reports on this topic, I found that there is no source saying that 1AU is the size of the supermassive black hole (the event horizon), but the up-limit of the  signatures of a "shadow" by black hole's gravity is about 1AU (which is the best resolution VLBA can reach currently).

If you use the formula for the event horizon of a black hole
[tex]R = 2GM/C^2[/tex], then you will find that the event horizon of a black hole with 4 million solar masses is only about 0.1 AU or less.

[quote:420b7627ee="nngs"][quote:420b7627ee="活动星图"]倒……
搞了好多年，还是人马座A。[/quote]

不要酱子。

天文学观测和研究不是追新奇，而是要彻底弄明白所观测的对象。如果还没有弄清楚，那它就会强烈地吸引天文学家们的注意力。

你可以想想研究人马A*的困难程度，想想对于处于银河系中心的人马A*，如果想要达到1AU的分辨率的挑战性。我的经验是，天文爱好者进步的一个重要保证是，不但喜欢知其然（观测，看各种各样的有趣天文现象），而且还有一种渴望知其所以然的心态。[/quote]明白

中美科学家找到最令人信服的证据——

　　黑洞是浩瀚苍穹中最神秘的天体，它好似一个“无底洞”能吞噬周围所有物质，就连光线也无法逃脱。为一睹其庐山真面目，科学家们数十年来一直进行着不懈的努力。近日，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终于揭开其神秘面纱，利用国际最先进的地面望远镜阵列，成功拍摄到了黑洞的“射电照片”。此研究成果刊登在最新一期的权威科学刊物《自然》杂志上。该杂志高度评价这一成果，并指出这是天文学家第一次看到如此接近黑洞中心区域的景象，也终于找到了迄今为止最令人信服的证据，支持了“银河系中心存在超大质量黑洞”的观点。

　　黑洞是一个禁闭万物的天体，那里是一个现实世界无法理解的地方。

　　黑洞的提出可追溯到牛顿时代，当时拉普拉斯等人根据牛顿理论提出了黑洞的假设。30多年前，美国物理学家慧勒将“黑洞”这个名词正式提出，并对其进行精确定义。黑洞是根据广义相对论预言存在的天体，它凭着自身的引力把包括光在内的空间中的一切禁闭起来。任何物体一旦靠近它，都将被吞噬进去，立即消失得无影无踪，在其强大的引力作用下，连时空也会发生偏离和扭曲。

　　从外部看来，黑洞是一个有着巨大质量的天体，被一个并无实体的球壳所环绕，其间皆虚空。那里是一个现实世界无法理解的地方，一切现有物理规律，无论是牛顿力学、相对论甚至那本身已经足够怪异的量子论对它都不适用。

　　此外，黑洞还是一个巨大的引力空间，根据爱因斯坦的广义相对论，恒星演化到末期，假如质量足够大，它向内的万有引力压倒了向外的斥力，在理论上就能产生黑洞。尽管爱因斯坦自己都否认这种奇怪天体的存在，但上世纪60年代中期发现的脉冲星说明，恒星确实会发生坍缩，最终可能将以中子星或黑洞作为其生命的结束。科学家们估计，在含有1000亿颗明亮恒星的银河系中，恒星质量的黑洞数量应该达到1亿个，而宇宙中其他星系也应该含有同样多的黑洞。

　　证明黑洞的真实存在是现代天体物理学最具挑战性的课题之一。

　　根据黑洞理论，黑洞是由大质量的恒星坍缩形成的，原来构成恒星的物质集中于一点，其密度趋向无限大，以至于光都无法逃脱其引力。黑洞这种吸光特性使其看来是真正全黑的，天文学家只能根据黑洞能够剧烈地吞噬附近的天体这一性质来确定它的存在，这使得如何从观测上证明黑洞的真实存在成为现代天体物理学中最具挑战性的课题之一。

　　后来科学家逐渐发现，黑洞并非只吞噬物质，也会向外释放一些曾被它吸入物质的信息。有些气体在被黑洞强大引力吸入时，会由于压力逐渐增大而发热，这时候它们会向外部辐射一些电磁信号。于是，天文学家们就根据这些信号来判断黑洞所处位置及其构造轮廓。近几年，新型空间天文卫星和地面大型天文仪器已经发现了一些具备良好观测条件的黑洞候选者，包括超大质量黑洞的人马座A*，椭圆星系M87中心和恒星级黑洞天鹅座X-1等。其中，1974年2月发现于银河系中心的人马座A*，因其距离最近而被公认为研究黑洞物理的最佳目标。

　　中国和美国天文学家强强联合进行全球同步观测。

　　黑洞因其噬光特性而对天文观测提出非常高的要求。目前，适合观测黑洞的是一种先进的射电望远镜，它能“看到”光学望远镜无法看到的电磁辐射，从而可进行远距离和异常天体的观测。中国上海天文台有一台先进的25米射电望远镜，可以接收到黑洞释放出的部分微弱信号，不过，这对于黑洞研究还是远远不够的，如果要达到足够清晰的分辨率，需要把望远镜的天线做成长达数百公里的“巨型天线”，然而，这显然是不现实的。

　　从1997年开始，上海天文台沈志强研究员与美国国家射电天文台台长鲁国镛、美国加州理工学院的梁茂昌、美国哈佛史密松天体物理中心的贺曾朴和赵军辉等科学家，利用甚长底线干涉量（VLBI）技术，以位于北半球10个射电望远镜组成的联合观测阵列进行观测，每当展开测量时，这10个射电望远镜同时指向天空同一点，在同一频率上把同一电波源的电磁波，按严格约定的格式形成数据流并记录在磁带上。观测完成后，这些磁带被汇集进行数据处理。该方法使得不同望远镜接收到的电磁波可以叠加成像，从而使观测的精确度有了质的飞跃。

世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像成为黑洞存在的最佳证明。

　　人马座A*所在的银河系中心距太阳系约2.6万光年(1光年等于光在一年时间内穿越的空间距离,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，却要受到星际等离子体介质的散射影响，使得观测者得到一个比实际体积要大的人马座A*。在几年中，观测小组展开大量观测，并用新方法不断提高观测精度，使得无线电波的“视线”一步步接近该黑洞。后来，观测小组最终获得了世界上第一张3.5毫米波长的高分辨率图像。天文学界对这个图像给予了很高的评价，认为这是目前天文学中可提供的最高空间分辨率，也是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域。

　　据沈志强研究员介绍，其实很早以前，理论物理学家就曾推测人马座A*为黑洞。过去30年间的观测数据分析表明，人马座A*处在周围恒星椭圆运动轨道的焦点上，据此可以计算出，人马座A*的质量约与40万个太阳相当。

　　这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小，且密度大得惊人。

　　根据天文学家卡尔·史瓦西提供的公式，如果知道了一个天体的质量，就可以算出它体积小于多少时就会变成黑洞。例如，当地球缩成一个半径小于9毫米的小球时，就可变成黑洞。这个9毫米被称为地球的“史瓦西半径”。同理可以推算出，40万个太阳质量的人马座A*的史瓦西半径大约是1179万公里，差不多是1/13个天文单位（1个天文单位等于地球到太阳的距离）。

　　沈志强研究员接受采访时表示，这是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域，确实令人兴奋。通过观测，科学家们发现这个“超级黑洞”不仅质量极大、体积极小，且密度也十分惊人，比现有的“候选黑洞”密度要大1万亿倍以上。这种大质量、小体积的特征基本排除了人马座A*是其他天体的可能性，这的确是目前为止黑洞存在的最佳证明。沈志强还向我们介绍，目前，世界各国科学家正联合在智利海拔5000米高的阿塔卡马沙漠里建造由64面直径12米的高精度天线组成的世界上最大、最灵敏、工作于毫米波段的射电望远镜阵ALMA，预计2010年左右可开始观测。这台望远镜的性能是哈勃太空望远镜的10倍，可以极大地提升在亚毫米波段上的观测威力，无疑会促进我们对银河系中心超大质量的观测研究。

[quote:d289852d7e="yang012"]

...　　根据天文学家卡尔·史瓦西提供的公式，如果知道了一个天体的质量，就可以算出它体积小于多少时就会变成黑洞。例如，当地球缩成一个半径小于9毫米的小球时，就可变成黑洞。这个9毫米被称为地球的“史瓦西半径”。同理可以推算出，40万个太阳质量的人马座A*的史瓦西半径大约是1179万公里，差不多是1/13个天文单位（1个天文单位等于地球到太阳的距离）。

...
[/quote]

这里的计算是错误的.