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银河系黑洞直接成像最新进展,科学家发布低分辨率照片

 漫步之心情 2018-05-26

银河系黑洞直接成像最新进展,科学家发布低分辨率照片

去年4月,科学家们宣布,已通过事件视界望远镜(EHT)对银河系中心黑洞直接成像,正在对数据进行紧张分析,将在2018年4月发布历史上第一张黑洞照片。但现在已经是5月份了,银河系中心的这个大家伙似乎爽约了,躲在横亘在它和我们之间的尘埃后,迟迟不肯展露真容。不过科学家们根据2013年的数据,经过紧张的分析研究后,提前发布一张不那么清晰的照片,分辨率达到了黑洞的三个史瓦西半径。

银河系黑洞直接成像最新进展,科学家发布低分辨率照片

黑洞是高致密度的坍缩恒星,引力极为强劲,没有任何东西能逃脱它的魔爪,即使是光,这使它根本不可能被直接观察到。但聪明的科学家们想到,黑洞在吞吃周围物质的时候,会形成一个旋转的吸积盘,物质互相摩擦产生的高温会闪闪发光,虽然横亘银河系的尘埃挡住了我们的视线,但这些物质发出的无线电波却可以穿过尘埃,到达我们的地球,这样我们就可以用射电望远镜来拍摄它的照片了。这就像我们身边有一个小黑洞,虽然我们看不到它是什么样,但我们可以点燃一根烟,烟雾会旋转着坠入黑洞,我们观察烟雾的形状,就可知道黑洞是什么模样了,当然你得小心一点操作,避免自己被吸进去,也不要把地球给搞没了。

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但射电望远镜和可见光望远镜比起来,分辨率实在太低了,所以需要将“镜面”做得很大——比如全球最大的中国天眼,直径达到了惊人的500米,而且不能移动,只能随着地球的旋转扫过天空,极大地限制了它的威力。科学家们进而发现,可以将世界各地的射电望远镜联网,组成一个事件视界望远镜(EHT),其镜面直径就相当于这些望远镜之间的距离,最大可以达到整个地球的直径,可以将分辨率提高到足以拍摄银河系中心黑洞的尺度。

银河系黑洞直接成像最新进展,科学家发布低分辨率照片

这项史无前例的宏大计划迅速达成并实施,全球有十台望远镜先后加入拍摄,获得的海量数据已空运到麻省理工学院的海斯塔克天文台,由科学家们进行分析,预计在今年4月“冲印”出第一张黑洞的剪影,不过可能是“曝光”时间还不够,这张举世瞩目的照片仍在紧张制作中,具体什么时候能够和我们见面还不得而知。

银河系黑洞直接成像最新进展,科学家发布低分辨率照片

为了让我们的等待不致那么枯燥,德国马克斯·普朗克射电天文研究所的科学家们利用2013年加入事件视界望远镜的智利阿塔卡马射电望远镜的数据,制作了分辨率不那么高的银河系中心黑洞照片,将分辨率缩小到只有三个史瓦西半径,其中一个等于视界的半径,也就是假设的黑洞大小——3600万公里,比水星到太阳的距离还近。在距银河系中心三万多光年的地球,看这么小的一个黑洞,由此你也知道“眼力”要多好才行了。

银河系黑洞直接成像最新进展,科学家发布低分辨率照片

这张照片揭示黑洞周围的空间结构像一个巨大的圆环,与预测的数据非常吻合,当然由于分辨率严重不足,科学家们也不能排除黑洞的其它模型,比如亮斑模型。

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EHT的团队还在紧张工作,确保所有可能降低黑洞图片质量的有害影响都能被消除,比如地球大气层湍流,以及射电望远镜的随机噪声及杂散信号,预计下半年银河系中心黑洞就能够出现在我们眼前了,那时候我们就可以看看《星际穿越》里面著名科学家基普·索恩指导设计的黑洞,是不是接近现实世界的黑洞了。

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这项研究已发表在《天体物理学杂志》上。

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