天文學家希望視界望遠鏡在銀河系的超大質量黑洞附近看到脈沖星
來源：桑間濮上網
時間：2025-12-07 18:44:04
快速旋轉脈沖星的可視化。鳴謝:uux.cn/美國宇航局戈達德太空飛行中心概念圖像實驗室
（神秘的學家希望地球uux.cn）據《今日宇宙》（布萊恩·科柏林）：毫秒脈沖星是令人驚嘆的天文工具。它們是視界快速旋轉的中子星，從它們的望遠磁極掃過無線電能量束，當它們排列得恰到好處時，鏡銀近我們看到它們是河系快速閃爍的無線電信標。它們閃爍得如此有規律，超大質洞附到脈以至于我們可以把它們當作宇宙時鐘。量黑它們運動中的沖星任何變化都可以極其精確地測量出來。天文學家已經使用毫秒脈沖星來測量它們由于引力波引起的天文軌道衰減，并觀察宇宙的學家希望背景重力波動。他們甚至被提議作為一種天體導航的視界方法。他們可能很快就能測試重力最基本的望遠性質。
由于脈沖星是鏡銀近大質量恒星的殘余，我們的河系星系很可能充滿了它們。雖然迄今為止我們只觀察到了大約2000顆脈沖星，但據估計，銀河系中可能存在近10億顆脈沖星。現在它們太暗了，我們看不到，要么是因為它們被塵埃籠罩，要么是在銀河系的另一邊。但這意味著在銀河系的中心區域應該有幾個脈沖星，其中一些可能繞著我們的超大質量黑洞Sag A*運行。如果我們能觀察到毫秒脈沖星緊密圍繞著Sag A*旋轉，我們就能以目前不可能的方式檢驗愛因斯坦的廣義相對論。
我們銀河系的中心被氣體和塵埃所籠罩，但是多虧了射電天文學，我們可以透過面紗看到這個區域。我們早就能看到幾顆恒星圍繞著Sag A*旋轉。通過觀察它們幾十年的運動，我們已經能夠確認廣義相對論即使在黑洞附近的強引力場中也是成立的。但是我們的測量不夠精確，不足以區分廣義相對論和競爭對手引力理論的預測。雖然修正的引力模型，如二次拉格朗日(AQUAL)和張量-矢量-標量引力(TeVeS)并不流行，但它們確實與我們在超大質量黑洞附近的恒星觀測結果一致。
毫秒脈沖星可以讓天文學家精確測量Sag A*附近的軌道動力學，讓我們詳細了解強大的引力場如何與質量相互作用。它可以提供足夠精確的實驗測試來區分廣義相對論和其他模型。因此，一個龐大的天文學家團隊已經開始從事件視界望遠鏡(EHT)的數據中尋找附近的毫秒脈沖星。
我們星系中超大質量黑洞的第一張照片。鳴謝:uux.cn/EHT協作
雖然EHT合作組織直到2022年才發布Sag A*的第一張圖像，但它從2017年開始就一直在收集我們超大質量黑洞的數據。這些觀測不僅僅包含圖像的數據，還包含對周圍區域的觀測，比如無線電光的偏振。如果該地區存在毫秒脈沖星，它們的證據可能會埋藏在EHT觀測中。然而，由于周圍的灰塵和我們觀測的靈敏度限制，信號會非常微弱。
對于這項研究，現在發表在arXiv預印本服務器上，該團隊使用了三種基于傅立葉分析的檢測方法，傅立葉分析是一種數學技術，可以檢測數據中的模式。由于脈沖星發出有規律的脈沖，它們往往會在隨機噪聲面前脫穎而出。不幸的是，該小組沒有找到任何新的、以前未知的脈沖星的證據。這并不令人驚訝，因為即使該團隊估計EHT數據最多只能探測到2%的脈沖星。而這只是對第一輪數據的研究。還有很多EHT的數據需要研究，EHT也在繼續收集該地區的數據。
即使EHT沒有探測到任何脈沖星，這并不意味著它們不存在。毫秒脈沖星幾乎肯定是圍繞銀河系的超大質量黑洞運行的，就像我們目前看到的恒星一樣。我們找到他們只是時間問題。
