天文学家希望视界望远镜在银河系的超大质量黑洞附近看到脉冲星

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快速旋转脉冲星的可视化。鸣谢:美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室

（）据《今日宇宙》（布莱恩·科柏林）：毫秒脉冲星是令人惊叹的天文工具。它们是快速旋转的中子星，从它们的磁极扫过无线电能量束，当它们排列得恰到好处时，我们看到它们是快速闪烁的无线电信标。它们闪烁得如此有规律，以至于我们可以把它们当作宇宙时钟。它们运动中的任何变化都可以极其精确地测量出来。天文学家已经使用毫秒脉冲星来测量它们由于引力波引起的轨道衰减，并观察宇宙的背景重力波动。他们甚至被提议作为一种天体导航的方法。他们可能很快就能测试重力最基本的性质。

由于脉冲星是大质量恒星的残余，我们的星系很可能充满了它们。虽然迄今为止我们只观察到了大约2000颗脉冲星，但据估计，银河系中可能存在近10亿颗脉冲星。现在它们太暗了，我们看不到，要么是因为它们被尘埃笼罩，要么是在银河系的另一边。但这意味着在银河系的中心区域应该有几个脉冲星，其中一些可能绕着我们的超大质量黑洞Sag A*运行。如果我们能观察到毫秒脉冲星紧密围绕着Sag A*旋转，我们就能以目前不可能的方式检验爱因斯坦的广义相对论。

我们银河系的中心被气体和尘埃所笼罩，但是多亏了射电天文学，我们可以透过面纱看到这个区域。我们早就能看到几颗恒星围绕着Sag A*旋转。通过观察它们几十年的运动，我们已经能够确认广义相对论即使在黑洞附近的强引力场中也是成立的。但是我们的测量不够精确，不足以区分广义相对论和竞争对手引力理论的预测。虽然修正的引力模型，如二次拉格朗日(AQUAL)和张量-矢量-标量引力(TeVeS)并不流行，但它们确实与我们在超大质量黑洞附近的恒星观测结果一致。

毫秒脉冲星可以让天文学家精确测量Sag A*附近的轨道动力学，让我们详细了解强大的引力场如何与质量相互作用。它可以提供足够精确的实验测试来区分广义相对论和其他模型。因此，一个庞大的天文学家团队已经开始从事件视界望远镜(EHT)的数据中寻找附近的毫秒脉冲星。



我们星系中超大质量黑洞的第一张照片。鸣谢:EHT协作

虽然EHT合作组织直到2022年才发布Sag A*的第一张图像，但它从2017年开始就一直在收集我们超大质量黑洞的数据。这些观测不仅仅包含图像的数据，还包含对周围区域的观测，比如无线电光的偏振。如果该地区存在毫秒脉冲星，它们的证据可能会埋藏在EHT观测中。然而，由于周围的灰尘和我们观测的灵敏度限制，信号会非常微弱。

对于这项研究，现在发表在arXiv预印本服务器上，该团队使用了三种基于傅立叶分析的检测方法，傅立叶分析是一种数学技术，可以检测数据中的模式。由于脉冲星发出有规律的脉冲，它们往往会在随机噪声面前脱颖而出。不幸的是，该小组没有找到任何新的、以前未知的脉冲星的证据。这并不令人惊讶，因为即使该团队估计EHT数据最多只能探测到2%的脉冲星。而这只是对第一轮数据的研究。还有很多EHT的数据需要研究，EHT也在继续收集该地区的数据。

即使EHT没有探测到任何脉冲星，这并不意味着它们不存在。毫秒脉冲星几乎肯定是围绕银河系的超大质量黑洞运行的，就像我们目前看到的恒星一样。我们找到他们只是时间问题。