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“沖洗”花了兩年!首張黑洞照片今晚公布 你對它了解多少?

 靈石水華 2019-04-10

由全球200多名科學家組成的研究團隊,在過去兩年的時間里通過各地天文望遠鏡組成的望遠鏡網(wǎng)絡(luò),收集并整合了黑洞圖像的數(shù)據(jù)。該團隊將于北京時間4月10日晚上九點整,在全球多個城市同步直播全球新聞發(fā)布會,公開人類天文史上的首張黑洞照片。其中就包括中國上海,屆時中國科學院將與該研究項目共同發(fā)表這一激動人心的重大成果。

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該項目成立于2017年,名為“事件視界望遠鏡項目”(Event Horizon Telescope,簡稱EHT)。旨在通過聯(lián)合全球多地的8組天文望遠鏡,構(gòu)建一個口徑等同于地球直徑的“虛擬”望遠鏡,從而收集海量數(shù)據(jù),并勾勒出黑洞的模樣。EHT的“八個鏡頭”位于美國、墨西哥、智利、南極等地,而“沖洗”這張照片就花費了兩年的時間。

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項目的“照相鏡頭”對準了兩個黑洞:位于銀河系中心黑洞人馬座 A*,以及位于星系M87中的黑洞。其中較小的人馬座 A*質(zhì)量就相當于400萬個太陽。然而由于它距離太遠(2.5萬光年),它巨大的視界面在我們看來大概只有針尖那么小。觀測難度就像我們站在地球上去觀看一只放在月球表面的橙子。而M87黑洞的質(zhì)量更大,達到了60億個太陽的質(zhì)量,不過它距離地球就更遠了。

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連光都逃不出黑洞,那我們要如何觀測黑洞呢?其實該項目觀測的比起黑洞本身,確切說是黑洞的輪廓與邊緣。科學家解釋稱,黑洞一旦形成,就會有一個被稱為“事件視界”的介面,就像一堵無形的墻把內(nèi)部扭曲的時空與外界時空相隔開,即使光也不能穿透。而這個介面,就為黑洞拍攝“肖像”提供了依據(jù)。

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EHT項目是由全球200多位科研人員共同達成的重大國際合作計劃。值得一提的是,包括中國科學院上海天文臺在內(nèi)的一些國內(nèi)機構(gòu)也參與了此次國際合作。發(fā)布會舉辦的城市中就包括了中國上海,屆時中國科學院將與EHT項目共同揭開黑洞的神秘面紗。

小科普:黑洞是什么?

理論上,黑洞是愛因斯坦廣義相對論預(yù)言存在的一種天體。它具有的超強引力使得光也無法逃脫它的勢力范圍,該勢力范圍稱作黑洞的半徑或稱作事件視界(event horizon)。

宇宙中,根據(jù)質(zhì)量天文學家們將宇宙中的黑洞分成三類:恒星級質(zhì)量黑洞(幾十倍-上百倍太陽質(zhì)量)、超大質(zhì)量黑洞(幾百萬倍太陽質(zhì)量以上)和中等質(zhì)量黑洞(介于兩者之間)。

在這次拍照前,天文學家們是通過各種間接的證據(jù)來表明黑洞的存在,主要有三類代表性證據(jù)。

第一,恒星、氣體的運動透露了黑洞的蹤跡。黑洞有強引力,對周圍的恒星、氣體會產(chǎn)生影響,于是我們可以通過觀測這種影響來確認黑洞的存在。

第二,根據(jù)黑洞吸積物質(zhì)(吃東西)發(fā)出的光來判斷黑洞的存在。

第三,通過看到黑洞成長的過程“看”見黑洞。

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