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首张黑洞照片今晚9点面世 人类即将揭开它的神秘面纱

2019-04-11 04:37:10 洮砚阁_安红洮砚展示网 已读

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,事件视界望远镜项目(Event Horizon Telescope,简称EHT)将和中国科学院一道,发布一项“来自于EHT的最新重大成果”

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成果。

包括中国科学院上海天文台在内的一些国内机构,也参与了此次国际合作。

在经过百年的探索后,人类即将揭开黑洞的神秘面纱

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,可以达到滴“不漏的程度——密度大到连光都完全无法逃逸。

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,它们自身不发光,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,利用电脑模拟产生的数据,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,它看起来并不平坦,因为黑洞强大的引力,使周围的光发生弯曲。

40年来,科学家也已看到了黑洞的一些边缘证据,比如物质落入黑洞时,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产生的旋涡。

如何找到黑黢黢的黑洞

地球人怎么能看到、拍到宇宙中一个完全黑暗的物质?

探测黑洞的方法,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自己身边,产生一个围绕黑洞旋转的气体盘,即吸积盘。

当吸积气体过多,一部分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出去,形成喷流。

吸积盘和喷流两种现象,都因气体摩擦而产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。

月球上的橙子香泡

但是这种曲线救国的方式找黑洞,并不容易。

根据理论推算,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。

即将亮相的黑洞——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)。

中科院天文学教授苟利军解释说,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*黑洞的质量大约相当于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,大概只有针尖那么小。苟老师打个比方说:“就像我们站在地球上去观看一只放在月球表面的橙子。

M87中心黑洞的质量更大,达到了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,可能比Sgr A*这只“橙子稍微大那么一点儿,大概像一只香泡吧。

这张照片为什么难拍

发现黑洞已如此不易,怎么给它拍照?

要想观测遥远的黑洞,依靠目前地球上任何单个望远镜远远不够。

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“事件视界望远镜项目,全球各地8个射电望远镜同时对黑洞展开观测。

为了增加空间分辨率,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。