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【中新社】中國天文學家首次實現類星體幾何距離測量
2020-01-17|文章來源: |【
 

王建民研究員接受采訪,介紹首次實現類星體幾何距離測量的科研過程。 孫自法 攝

  中新網北京1月15日電 (記者 孫自法)記者15日從中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)獲悉,該所王建民研究員領導的科研團隊發展出一種全新的幾何測距方法,成功測量編號為3C 273類星體的宇宙學距離。這種幾何方法具有傳統工具不可比擬的優勢,為解決日益嚴重的“哈勃常數危機”提供了新途徑。

  這項重要天文研究成果論文近日已獲權威期刊《自然·天文》(Nature Astronomy)最新一期發表,審稿人認為,這項工作是提高黑洞質量和宇宙學距離測量精度的必經方案,十分及時和令人激動,將深受學界歡迎。

王建民研究員及其團隊代表接受采訪后合影。 孫自法 攝

  王建民研究員15日傍晚接受中新社記者采訪介紹說,自類星體發現半個多世紀以來,測量它們的宇宙學距離一直是天文學家面臨的重大難題。歐洲南方天文臺耗資近億歐元、歷時10年完成的GRAVITY(“引力”)裝置,裝配在世界上最先進的甚大望遠鏡光干涉陣列(VLTI)上,在2017年到2018年間,GRAVITY團隊成功測量了類星體3C 273的寬線區角徑為46微角秒,是目前人類對活動星系核寬線區所做的空間分辨率最高的觀測。

  王建民團隊從2012年以來一直使用中科院云南天文臺麗江2.4米望遠鏡對活動星系核的寬線區進行長期的光譜監測,利用反響映射觀測技術,該團隊在近10年中系統發展出各種必需的分析方法和軟件,通過最大熵、馬爾科夫鏈蒙特卡羅等方法可獲得寬線區的物理尺度、寬線區氣體幾何結構和動力學狀態、測量中心黑洞的質量,為高精度測量黑洞質量和宇宙學距離奠定了扎實基礎。

  在GRAVITY團隊發布類星體3C 273的干涉觀測結果后,王建民團隊敏銳地意識到兩套獨立觀測數據之間的互補性:GRAVITY觀測的是寬線區的張角,而反響映射觀測的是物理尺寸,二者結合可實現高精度測距。該團隊利用GRAVITY干涉數據,巧妙結合麗江2.4米望遠鏡和美國史黛渥(Steward)天文臺Bok2.3米望遠鏡長達10年的反響映射數據,通過建模綜合分析,獲得3C 273的角距離為551.5兆秒差距,哈勃常數為71.5公里每秒每兆秒差距。

  王建民指出,3C 273距離地球大約20億光年,遠遠超出利用造父變星測量距離方法的極限。他領導團隊將GRAVITY/VLTI觀測與反響映射觀測聯合分析,從而實現類星體距離的直接測量,為解決“哈勃常數危機”提供了新方法,也為精確丈量宇宙幾何、研究宇宙膨脹速度和歷史開辟了一個新途徑。

  目前,GRAVITY團隊和王建民團隊正積極協同觀測,擴大樣本,后續有望將哈勃常數的測量精度提高到2%以上。未來5年,隨著下一代GRAVITY的觀測能力大幅提高,屆時將能直接測量哈勃參量、研究宇宙的膨脹歷史以及檢驗宇宙學模型,這將開拓人類對宇宙學、暗物質和暗能量以及新物理的深刻認識。

  (來源:中國新聞網

 


 
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