「今日爆料」拍摄史上第一张黑洞照片的过程,这才是真正的黑洞的样子

新京报4月10日21时00分,全六地同时举行新闻发布会,宣布人类利用地大小口径的虚拟射电望远镜成功捕捉到世界上第一个黑色天体。附近超巨椭圆星系M87中心的一个洞。


这幅图像的意义非常特别。它为黑洞的存在提供了直接的“视觉”证据,在强引力场下验证了爱因斯坦的广义相对论,并使得对黑洞附近的物质吸积和相对论喷流的详细研究成为可能。黑洞。


据报道,此次发布的黑洞图像揭示了位于室女座星系团的超大质量星系M87中心有一个黑洞,距离地5500万光年,质量为65亿倍。太阳。该图像的许多特征与爱因斯坦广义相对论的预测完全一致,进一步验证了强引力极端环境下的广义相对论。通过研究这些图像,人类将更多地了解黑洞等天体的性质。


1隐藏在谜团背后的黑洞是什么样子的?


这次会议的“主角”是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞,其质量是太阳的65亿倍,距离地约5500万光年。


这次,全六个地方的黑洞照片被曝光。


发布的照片显示了一个中心黑色的明亮环形结构,看起来像一个橙色的甜甜圈,黑色部分是黑洞投下的“阴影”,明亮部分是高速旋转的吸积盘。黑洞周围。


2成功拍摄黑洞有多重要?


北京师范大学物理系副教授张宏宝表示,首次拍摄黑洞照片可以帮助我们了解黑洞更详细的特征,帮助天文学家了解喷流、吸积盘等结构的形成机制。大学。


其次,此次拍摄到的黑洞是一个位于星系中心的巨型黑洞,被认为与整个星系的演化密切相关。二。


另外,广义相对论的影响在黑洞附近非常明显,一百多年前,爱因斯坦提出了广义相对论,将时间和空间结合起来创造了一个四维时空,并提出引力可以被认为如下。时空扭曲。该理论做出了许多重要的预测,其中之一是,如果物体的质量继续塌缩,则可以记录隐藏在事件视界中的大量数据。在2017年4月的观测中,每个站点的数据速率高达32Gbit/s,在5天的观测期间,8个站点总共记录了约3,500TB的数据。


EHT使用专用硬盘来记录数据,然后将其发送回数据中心进行处理。在那里,研究人员使用超级计算机来校正电磁波到达不同望远镜的时间差,并对所有数据进行互相关和综合处理,以实现信号一致性。


基于此,经过近两年对这些数据的后处理和分析,人类终于捕捉到了第一张黑洞图像。


4什么是“事件视界望远镜”EHT项目?中国也有参与者


“事件视界望远镜”于2017年4月开始拍摄黑洞照片,大约花了两年时间才“冲洗”黑洞。中国科学院上海天文台等国内多家机构参与了本次合作。


此外,中国科学家长期以来对高分辨率黑洞成像研究感兴趣,在EHT合作组织成立之前就已经开展了多项具有影响力的相关工作。在本次EHT合作中,中国科学家共同推动EHT合作前期、参与EHT望远镜观测时间的申请、支持JCMT望远镜的观测性能、参与数据处理和结果理论分析等。对EHT黑洞成像的积极贡献


事件视界望远镜项目由13个合作机构组成,中国科学院天文科学中心中国科学院天文科学中心就是其中之一。CAMS由中国科学院国家天文台、紫金山天文台、上海天文台共同组建,牵头组织协调国内学者参与此项合作。


中国科学院上海天文台研究员、副台长、学术委员会主任袁峰曾表示,直接观察黑洞就像拍一张弯曲的时空照片,所以高望远镜是需要。解决。如果用毫米波望远镜进行观测,公式规定其直径应与“地的直径”一样长。如果光学望远镜需要几千米的口径,那么红外望远镜的口径应该是10到100公里。目前,人类制造的最大的望远镜是位于中国贵州的口径仅为500米的射电望远镜。


需要一个地大小的巨大望远镜才能使“视线”到达遥远的黑洞并穿过弥漫的热气体。这正是“事件视界望远镜”所实现的目标。


加州大学伯克利分校的天体物理学家贾森德克斯特解释说,事件视界望远镜不是传统的观测,而是由位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极洲的天线组成的观测阵列。“这个观测计划是一次前所未有的实验,我们将获得黑洞周围更清晰的成像信号。”


他说,随着技术的成熟,它可以在未来几年提供惊人的观测结果。“从地观察人马座A就像从月观察葡萄柚一样,但事件视界望远镜能够胜任这项任务。它的分辨率使我们能够观察接近高尔夫大小的月物体。”


新京报编辑杨莉编辑王金玉赵泽校对付春民


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