嘉兴日报电子版_黑洞,本日终于可以看到你的样子

  黑洞,本日终于可以看到你的样子

  首张黑洞照片今晚9点面世,

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,这张照片为何难拍,冲洗为何花了两年

  专家评释:我们看黑洞就像站在地球上看一只放在月球概况的橙子

  2019年4月2日,中国科学院上海天文台发布了一则简短的通知。

  通知提到,变乱视界望远镜项目(Event Horizon Telescope,简称EHT)将和中国科学院一道,发布一项“来自于EHT的最新重大功效”。

  正在舆论猜测之际,4月5日来自中国科学院的最新消息称:首张黑洞照片目前正在最后“冲洗”阶段,其问世已进入倒计时。

  北京时间2019年4月10日晚上9点整,将宣布一项与超大质量黑洞照片有关的重大功效。

  包含中国科学院上海天文台在内的一些国内机构,也介入了此次国际合作。

  在经过百年的探索后,人类即将揭开黑洞的奥秘“面纱”。

  黑洞最早的写生

  18世纪,英国地理学家约翰⋅米歇尔(John Michell)便已经意识到:宇宙中有致密的天体,可以到达滴“光”不漏的水平——密度大到连光都彻底无法逃逸。

  1968年,美国天体物理学家约翰⋅惠勒(John Archibald Wheeler)正式提出,将这样的天体,称作“黑洞”,它们本身不发光,吸入所有一切,什么都逃不出来。

  多年来,天文学家也只是基于物理学定律和基本假设,用计算机模拟黑洞的真容。1978年,支配电脑模拟发生的数据,天体物理学家让-皮埃尔⋅卢米涅(Jean-Pierre Luminet)用钢笔和印度墨水绘制了第一幅模拟黑洞图像。黑白的图像展现了落入黑洞的扁平物质,它看起来其实不平坦,因为黑洞强大的引力,使周围的光产生弯曲。

  40年来,科学家也已看到了黑洞的一些边缘证据,比方物质落入黑洞时,会因摩擦和引力作用形成一个巨大的高热吸积盘,就像是抽水马桶放水时发生的旋涡。

  如何找到黑黢黢的黑洞

  地球人怎么能看到、拍到宇宙中一个彻底暗中的物质?

  探测黑洞的举措,

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,是找它们的“周边”——吸积盘和喷流。

  当恒星量级(从3个太阳质量到100个太阳质量大小)的黑洞会存在于一个恒星周围,将恒星的气体撕扯到它本人身边,发生一个围绕黑洞旋转的气体盘,即吸积盘。

  当吸积气体过多,一部门气体在掉入黑洞视界面之前,在磁场的作用下被沿转动方向抛射进来,形成喷流。

  吸积盘和喷流两种现象,

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,都因气体摩擦而发生了明亮的光与大量辐射,所以很容易被地球上的科学家通过望远镜探测到。理论上,黑洞也就有迹可循了。

  月球上的“橙子”和“香泡”

  但是这种曲线救国的方式找黑洞,其实不易。

  依照理论推算,银河系中应该存在着上千万个恒星量级的黑洞。可到目前为止,科学家只确认了20多个黑洞的存在,此外还有四五十个黑洞候选体。

  即将表态的黑洞——银河系中心黑洞Sgr A*(人马座A);位于星系M87中的黑洞(M87 室女座星云)。

  中科院天文学传授苟利军评释说,之所以选定这两个黑洞作为观测目标,是因为它们的视界面在地球上看起来是最大的。“其他黑洞因为距离地球更远或质量有限,观测难度更大。”

  Sgr A*黑洞的质量梗概相当于400万个太阳,所对应的视界面尺寸约为2400万公里,这个视界面就相当于17个太阳的大小。“哇,超大是不是?”苟利军说,但是地球与Sgr A*相距2.5万光年(约24亿亿公里)之遥,这就意味着,它巨大的视界面在我们看来,大要只有针尖那么小。苟老师打个比喻说:“就像我们站在地球上去观看一只放在月球概况的橙子。”

  M87中心黑洞的质量更大,到达了60亿个太阳质量。尽管与地球的距离要比Sgr A*与地球之间的距离更远,但因质量庞大,所以它的视界面对我们而言,也许比Sgr A*这只“橙子”稍微大那么一点儿,大要像一只香泡吧。

  这张照片为什么难拍

  发现黑洞已如此不容易,怎么给它拍照?

  要想观测边远的黑洞,依靠目前地球上任何单个望远镜远远不敷。

  在过去10多年时间里,麻省理工学院(MIT)的科学家们联合了其他研究机构的科研人员,开展了“变乱视界望远镜”项目,全球各地8个射电望远镜同时对黑洞展开观测。

  为了增加空间鉴别率,以看清更为细小的区域,科学家们在此次进行观测的望远镜阵列里增加了位于智利和南极的望远镜。

  在所有介入观测的望远镜傍边,智利的ALMA毫米望远镜是最为重要的一个,因为它的灵敏度是目前单阵列望远镜傍边最高的。但它的档期非常满。ALMA望远镜排满了一系列观测谋划,所以此次黑洞视界面的观测,ALMA望远镜只谋划进行四五天,此中两个晚上观测银河系中心黑洞SgrA*,剩下的时间留给星系M87黑洞。

  要担保所有8个望远镜都能看到这两个黑洞,留给科学家们的观测窗口期非常短暂,每年只有梗概10天时间。

  8个望远镜组成的国际队伍,不能直接看到黑洞,但它们将收罗大量关于黑洞的数据信息,勾勒出黑洞的样子。

  洗照片,少则半年,长则两年,给黑洞拍张照片不易,“洗照片”更是耗时漫长。

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