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    超200名科学家耗时10余年、8台望远镜同时观测,5500万光年外的黑洞终于揭开面纱

    每日经济新闻 2019-04-10 23:44:19

    北京时间4月10日晚9时,科学家们发布了使用全球望远镜网络观测捕捉到的有史以来第一张黑洞照片。这个超大质量的黑洞质量是太阳的65亿倍。为了拍摄这张照片使用了全球八台射电望远镜同时观测,期间耗费了超过200名研究人员十余年的时间。

    每经记者 蔡鼎    每经编辑 张杨运    

    爱因斯坦的广义相?#26376;?#20877;次得到了证实。

    据CNN、BBC等媒体报道,美国国家科学基金会的研究人员于美东时间周三上午宣布,2017年4月,科学家们使用全球望远镜网络观测并捕捉到了有史以来第一张黑洞照片。具体来讲,此次公布的黑洞是一个超大质量的黑洞图像,以及这个黑洞在一个名为M87星系?#34892;?#30340;影子。

    图片来源:新华视点

    质量是太阳的65亿倍

    研究人?#21271;?#31034;,这是黑洞存在的第一个直接的视觉证据。这个巨大的星系被称为梅西耶87(Messier 87)或M87,距离地球5500万光年,位于室女座星系附近。这个超大质量的黑洞的质量是太阳的65亿倍。

    ”我们已经看到了我们认为看不见的东西,我们已经看到并拍下了黑洞的照片。“视界望远镜合作项目(Event Horizon Telescope Collaboration,以?#24405;?#31216;EHT)主任谢泼德·杜尔曼(Sheperd Doeleman)表示。

    CNN报?#20048;?#31216;,超过200名研究人员参与了这个项目,这花了他们十多年的时间。而该项目之所以以“?#24405;?#35270;界(Event Horizon)”命名,是因为?#24405;?#35270;界是围绕黑洞的拟议边界,即光线不能逃脱的临界范围。隶属于EHT的?#20998;?#21335;方天文台(European Southern Observatory)表示,为了捕捉黑洞的图像,科学家们利用了超长基线干涉测量?#38469;酰?#23558;全球8台射电望远镜的能量进行了结合,这有效地创建了一个与地球本身大小相同的虚拟望远镜。

    参与创建全球阵列的这八台射电望远镜包括ALMA望远镜(位于智利北方沙漠)、APEX望远镜(位于智利北方沙漠)、IRAM 30米望远镜(位于西班牙安达鲁西亚内华达山脉的韦莱塔峰)、JCMT麦克斯韦望远镜(位于夏威夷)、LMT大型毫米波望远镜(位于墨西哥普埃布拉省里一座休眠的火山顶上)、次毫米波阵列望远镜(位于美国夏威夷毛纳基山天文台)、次毫米望远镜(位于美国亚利桑那)和南极望远镜(位于南极洲南极点阿蒙森·史考特南极站)。

    美国亚利桑那大学天文学副教授丹尼尔·马隆(Daniel Marrone)表示,“这些观测就像是一场协调的舞蹈,我们按照精心设计的顺序同时对准望远镜。为了确保这些观测确实是同时进行的,我们在每台望远镜上都使用了极其精确的原子钟。

    这些望远镜阵?#24615;?#20004;周时间内收集了近5000万亿字节的数据,且这些数据是通过超级计算机处理的,以便科学家们能够检索到这些图像。这些观察的?#38468;?#30446;前已经发表在《天体物期刊通讯》(Astrophysical Journal Letters)上。

    图片来源:摄图网

    或是地球上可观测到的最大质量黑洞

    那么,究竟什么是黑洞?黑洞(black hole)是根据广义相?#26376;?#25152;推论、在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体(并非是一般认知的“洞”?#25293;睿?#40657;洞是由质量足够大的恒星在?#21496;?#21464;反应的燃料耗尽后,发生引力坍缩而形成。黑洞的质量是如此之大,它产生的引力场是如此之强,以致于大量可测物质和辐射都无法逃逸,就连传播速度极快的光子?#34081;?#36920;不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体,故名黑洞。在黑洞的周围,是一个无法侦测的?#24405;?#35270;界,标志着无法返回的临界点,而在黑洞?#34892;?#26377;一个密度趋近于无限的奇点。

    EHT科学委员会主席海诺·福尔克表示:“如果我们?#20004;?#22312;一个明亮的区域,我们预计黑洞会产生一个类似阴影的黑暗区域——这是爱因斯坦广义相?#26376;?#20013;我们从未见过的预测。这道阴影是由视界的引力弯曲和光线的捕获造成的,它揭示了这些迷人物体的许多特质,让我们得以测量M87黑洞的巨大质量。

    EHT董事会成员、东亚天文台主任Paul T.P.Ho则指出,“一旦我们?#33539;?#25105;们拍摄到了阴影,我们就可以将我们的观测结果与广泛的计算机模型进行比较,这些模型包括扭曲的空间、过热的物质和?#30475;?#22330;的物理。观测图像的许多特征与我们的理论理解惊人地吻合。这使我们对我们的观测结果的解释,包括对黑洞质量的估计,充满了信心。”

    CNN报?#20048;谢?#31216;,M87黑洞的质量之巨大,让这些研究人员有理由相信这可能是人类在地球上可观测的质量最大的黑洞。与其他物体相比,这个超大质量的黑洞其实体积非常小,这也就是为什么人类之前没有观察到这个黑洞的原因之一。黑洞的大小与质量直接相关——黑洞体积越大,阴影也就越大。研究人?#21271;?#31034;,黑洞可能用肉眼是看不见的,但他们与周围物质相互作用的方式却泄露了“秘密”。

    美国国家科学基金会主任弗兰斯·科尔多瓦(France Córdova)表示,“几十年来,黑洞一直在激发人们的想象力,他们具有奇异的特性,对我们来说非常神秘。然而,随着更多像我们这样的观察,黑洞正在泄露他们的秘密。这也使我们科学家和工程师们能够照亮未知,解释我们宇宙的微妙和复杂之处。”

    封面图来自摄图网

    责编 张杨运

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