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“甜甜圈”黑洞照片冲洗耗时2年 中国参与合作

发布时间:2019-06-03 08:44 来源:未知 编辑:admin

  黑洞线多位科学家合作完成的一项重大天文学成果——人类首张黑洞照片,在全球多地同步发布。

  全世界200多位科学家合作完成的一项重大天文学成果——人类首张黑洞照片,北京时间4月10日晚在全球多地同步发布。事件视界望远镜(EHT)宣布,已成功获得超大黑洞的第一个直接视觉证据,该黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞,它距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。

  当晚9时,人类首张黑洞照片上海发布会在中国科学院上海天文台举行。天文学家介绍说,EHT是一个通过国际合作而实现的、由8个地面射电望远镜组成的观测阵列,旨在通过形成一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜来捕捉黑洞的图像,其所达到的灵敏度和分辨本领都前所未有。百年之前,爱因斯坦提出的广义相对论得到了首次试验验证。如今,作为多年国际合作的成果,EHT为科学家们提供了研究宇宙中最极端天体的新手段。

  黑洞是一种被极度压缩的宇宙天体,在一个很小的区域内包含着令人难以置信的质量。这种天体的存在以极端的方式影响着周围的环境,让时空弯曲,并将周围的气体吸进来。在此过程中,气体的引力能转化成热能,因此气体温度变得很高,会发出强烈辐射。“如此一来,黑洞就像沉浸在一片类似发光气体的明亮区域内,我们预期黑洞会形成一个类似阴影的黑暗区域。这正是爱因斯坦广义相对论所预言的,可我们以前从未见过。”EHT科学委员会主席、来自荷兰奈梅亨大学的海诺·法尔克(Heino Falcke)解释称,“这个暗影的形成,源于光线的引力弯曲和黑洞视界对光子的捕获。暗影揭示了黑洞这类迷人天体的很多本质,也使得我们能够测量M87中心黑洞的巨大质量。”

  EHT建设和最新获得人类首张黑洞照片的成果源于数十年观测、技术和理论工作的坚持与积累,也是全球团队合作的典范,由中科院国家天文台、紫金山天文台和上海天文台共同建立的中科院天文大科学中心是EHT一个合作机构的成员,并由中科院上海天文台牵头组织协调参与此次EHT项目合作,积极参加全球对遥远M87星系中心超大黑洞的颠覆性观测。

  2017年4月份参加EHT观测的8个台站,实线个台站,虚线连接的为观测一个校准源(3C279)的台站。图片来源:“First M87 Event Horizon Telescope Results I: The Shadow of the Supermassive Black Hole”。

  当8个射电望远镜(阵)组成“地球级别”的虚拟望远镜阵列,同一时刻、同一方向,对准同一片遥远星空,黑洞——这个深藏于宇宙各处的引力陷阱,也会“发出耀眼光芒”。

  理论上,黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体,它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围,该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界(event horizon)。

  要对黑洞成像,必须要保证望远镜足够灵敏,能分辨的细节足够小,从而能保证看得到和看得清。

  满足这些条件,最好的工具莫过于1967年出现的甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)技术(值得一提的是,该VLBI技术也成功应用于中国嫦娥探月工程的探测器的测定位)。

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