BlackHoleCam：银河系中心的基础物理学
高能天体物理现象
2017-02-08 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
爱因斯坦的广义相对论（GR）成功描述了引力。GR 最基本的预言是黑洞（BHs），但尽管宇宙中存在许多令人信服的黑洞候选体，仍缺乏利用电磁波谱天文观测证实其存在的决定性实验证据。黑洞是真实的天体物理对象吗？GR 在其最极端极限下是否成立，还是需要替代理论？解决这些基本问题的首要目标位于我们银河系的中心，那里拥有宇宙中最近且约束最好的超大质量黑洞候选体——人马座 A*（Sgr A*）。三类不同的实验有望利用新一代仪器对 Sgr A* 的观测，在强场区域检验 GR。第一类实验旨在对环绕事件视界的相对论性等离子体辐射进行成像，该辐射在背景上投射出一个“阴影”，其预言大小（约 50 微角秒）现已能被即将开展的毫米波 VLBI 实验（如事件视界望远镜 EHT）所分辨。第二类实验旨在利用即将在甚大望远镜（VLT）上部署的近红外干涉仪 GRAVITY 监测绕 Sgr A* 运行的恒星。第三类实验旨在利用射电望远镜（包括阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列 ALMA）对一颗绕 Sgr A* 紧密轨道运行的射电脉冲星进行计时。BlackHoleCam 项目利用这三种不同技术的协同作用，旨在以足够精度测量主要黑洞参数，从而提供 GR 的基本检验，并在任何引力度规理论中探测黑洞周围的时空。本文回顾了我们目前对 Sgr A* 物理性质的了解，以及围绕 Sgr A* 进行事件视界成像、测量恒星轨道和脉冲星计时等实验工作的当前状态。
引用
@article{arxiv.1606.08879,
title = {BlackHoleCam: fundamental physics of the Galactic center},
author = {C. Goddi and H. Falcke and M. Kramer and L. Rezzolla and C. Brinkerink and T. Bronzwaer and R. Deane and M. De Laurentis and G. Desvignes and J. R. J. Davelaar and F. Eisenhauer and R. Eatough and R. Fraga-Encinas and C. M. Fromm and S. Gillessen and A. Grenzebach and S. Issaoun and M. Janßen and R. Konoplya and T. P. Krichbaum and R. Laing and K. Liu and R. -S. Lu and Y. Mizuno and M. Moscibrodzka and C. Müller and H. Olivares and O. Porth and O. Pfuhl and E. Ros and F. Roelofs and K. Schuster and R. Tilanus and P. Torne and I. van Bemmel and H. J. van Langevelde and N. Wex and Z. Younsi and A. Zhidenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.08879},
year = {2017}
}
备注
review paper, 36 pages, 12 figures (v2 is the published version)