射手座A*：NASA望远镜支持事件视界望远镜研究银河系黑洞

这张图的主面板包含钱德拉（蓝色）的X射线数据，描绘了黑洞附近大质量恒星喷出的热气。美国国家航空航天局哈勃太空望远镜拍摄的两张不同波长的红外光图像显示了恒星（橙色）和冷气体（紫色）。这些图像距离A*中士7光年。拉出显示了新的EHT图像，其直径仅为约1.8 x 10-5光年（0.000018光年，或约10光年）。（来源：X射线：NASA/CXC/SAO；红外：NASA/HST/STScI。插图：无线电（EHT协作））

当事件视界望远镜为其引人注目的银河系超大质量黑洞新图像收集数据时，包括美国国家航空航天局三个太空X射线天文台在内的众多其他望远镜也在观看。

天文学家们正在利用这些观测来进一步了解银河系中心的黑洞——人马座A*（简称Sgr A*）——是如何与距离地球约27000光年的环境相互作用并以其为食的。

2017年4月，当事件视界望远镜（EHT）观测到Sgr A*以拍摄新图像时，参与合作的科学家们还用检测不同波长光的设备观察了同一个黑洞。在这场多波长观测活动中，他们收集了来自美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台、核光谱望远镜阵列（NuSTAR）和尼尔•格雷尔斯•斯威夫特天文台的X射线数据；来自东亚甚长基线干涉仪（VLBI）网络和全球3毫米VLBI阵列的无线电数据；以及来自欧洲南方天文台位于智利的超大望远镜的红外数据。

美国国家航空航天局局长比尔•纳尔逊说：“事件视界望远镜捕捉到了另一张引人注目的图像，这一次是我们自己银河系中心的巨大黑洞。”“更全面地观察这个黑洞将有助于我们更多地了解它对环境的宇宙影响，并体现国际合作，这将带我们走向未来，揭示我们从未想象过的发现。”

一个重要的目标是捕捉X射线耀斑，这种耀斑被认为是由类似于太阳上看到的磁过程驱动的，但其威力可能高出数千万倍。这些耀斑大约每天都发生在EHT观测到的天空区域内，该区域略大于Sgr a*的事件视界，Sgr a＊是向内下落的物质的不返回点。另一个目标是对更大范围内正在发生的事情有一个批判性的了解。虽然EHT的结果显示Sgr A*和它成像的前一个黑洞M87*之间有着惊人的相似性，但更广泛的情况要复杂得多。

加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的Daryl Haggard是多波长运动的首席科学家之一，他说：“如果新的EHT图像向我们展示了黑洞飓风的风眼，那么这些多波长观测揭示了相当于数百甚至数千英里外的风和雨。”“这场宇宙风暴是如何与银河系环境相互作用，甚至破坏银河系环境的？”

围绕黑洞的最大问题之一是，它们究竟是如何在接近光速的情况下收集、吸收甚至排出围绕它们运行的物质的，这一过程被称为“吸积”。这一过程对整个宇宙中各种大小的行星、恒星和黑洞的形成和生长至关重要。

Sgr A*周围热气体的Chandra图像对吸积研究至关重要，因为它们告诉我们有多少物质被黑洞的引力从附近的恒星捕获，以及有多少物质设法接近视界。这一关键信息是目前宇宙中任何其他黑洞的望远镜都无法获得的，包括M87*。

荷兰阿姆斯特丹大学的Sera Markoff是另一位多波长观测协调员，她说：“天文学家基本上可以达成一致，即黑洞周围有物质在旋转，其中一些物质会永远落在视界上。”“根据我们为Sgr A*收集的所有数据，我们可以比这一基本情况走得更远。”

这项大型国际合作的科学家们将美国国家航空航天局高能任务和其他望远镜的数据与最先进的计算模型进行了比较，这些模型考虑了爱因斯坦的广义相对论、磁场效应以及黑洞周围物质在不同波长下应产生多少辐射的预测等因素。

模型与测量结果的比较表明，黑洞周围的磁场很强，黑洞的视线与其旋转轴之间的角度很低，小于30度。如果得到证实，这意味着从我们的有利位置来看，我们俯视的是A*中士及其环，而不是从侧面看，这与EHT的第一个目标M87*惊人地相似。

日本国家天文台的Hada Kazuhiro说：“我们的模型没有一个与数据完全匹配，但现在我们有了更具体的信息。”“我们掌握的数据越多，我们的模型就越准确，最终我们对黑洞吸积的理解也就越准确。”

在EHT观测过程中，研究人员还成功捕捉到了A*中士的X射线耀斑或爆发：Chandra和Swift观测到了微弱的耀斑，Chandra与NuSTAR观测到了中等亮度的耀斑。Chandra定期观测到亮度与后者相似的X射线耀斑，但这是EHT首次同时观测到Sgr a*，这为使用实际图像识别责任机制提供了一个难得的机会。

EHT观测到的毫米波强度和可变性在较亮的X射线耀斑后的几个小时内增加，这是几天前毫米波观测中没有看到的现象。火炬后EHT数据的分析和解释将在未来的出版物中报告。

EHT团队的研究结果将于5月12日在《天体物理杂志快报》特刊上发表。多波长的结果主要描述在论文II和V中。

美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。

戈达德与宾夕法尼亚州立大学、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室和弗吉尼亚州杜勒斯的诺斯罗普•格鲁曼航天系统公司合作管理Swift任务。其他合作伙伴包括英国莱斯特大学和穆拉德空间科学实验室、意大利布雷拉天文台和意大利航天局。

位于南加州的美国航空航天局喷气推进实验室为位于华盛顿的美国航空宇航局科学任务局管理NuSTAR。任务合作伙伴和贡献者包括丹麦技术大学（DTU）、意大利航天局（ASI）、哥伦比亚大学、美国宇航局戈达德太空飞行中心、轨道科学公司、加州大学伯克利分校和美国宇航局高能天体物理科学档案研究中心。