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想要看懂史上第一张黑洞照片,你需要知道这些!

人类首张真实的黑洞照片,历经两年多的“冲洗”,终于在万众期待中展示出它的庐山真面目。对黑洞阴影的成像将提供黑洞存在的直接“视觉”证据。

人类首张真实的黑洞照片,历经两年多的“冲洗”,终于在万众期待中展示出它的庐山真面目。看到这张照片,你心里是不是有一肚子疑问?

为什么要给黑洞拍照?

对黑洞阴影的成像将提供黑洞存在的直接“视觉”证据。黑洞是具有强引力的,因此给黑洞拍照,最重要的目的是在强引力场的极端环境下验证爱因斯坦的广义相对论,并同时细致研究黑洞周围的物质吸积和喷流的形成及传播。

什么样的黑洞适合拍照?

黑洞阴影和周围环绕的新月般光环是非常非常小的。目前人类的拍照设备能力有限,要想拍摄到黑洞的照片,就需要找到一个看起来角直径足够大的黑洞作为对象。

由于黑洞事件视界的大小与其质量成正比,这也就意味着质量越大,其事件视界越大,因此近邻的超大质量黑洞是完美的黑洞成像候选体。位于人马座方向的银河系中心黑洞人马座 A 星和近邻射电星系M87的中心黑洞M87星是两个目前已知最优的候选体。

给黑洞拍照,难在哪里?

首先,要选择合适的拍照对象——近邻的超大质量黑洞是完美的黑洞成像候选体。

其次,共同合作组成一个超级大望远镜,如视界望远镜(EHT),保证看得到和看得清。

还有,必须在合适的观测波段——毫米波,比如毫米波甚长基线干涉测量技术。

另外,还要对甚长基线干涉测量所记录的庞大数据量,进行复杂的数据后期处理和分析,获取最终的黑洞图像。

参与拍摄首张黑洞照片的8个台站,在5天观测期间共记录约3500TB数据,如果是这么多电影的话,至少要几百年才能看完!

视界望远镜(EHT)是什么来历?

为了捕获第一张黑洞图像,全球超过200名科学家达成了视界望远镜EHT这一重大国际合作计划。视界望远镜观测所利用的技术就是毫米波甚长基线干涉测量技术,目前其工作波段在1.3mm,并且将有望扩展到更短的0.8mm。

视界望远镜合作者们在2017年4月份到多个世界上最高,最偏僻的射电天文台,以一种爱因斯坦永远也不会想到的方式去检验广义相对论。参与此次观测的包括位于世界6个地点的8个台站,分别是南极望远镜、智利的阿塔卡马大型毫米波阵和阿塔卡马探路者实验望远镜、墨西哥的大型毫米波望远镜、美国亚利桑那的多镜面望远镜、美国夏威夷的麦克斯韦望远镜和亚毫米波望远镜以及西班牙的30米毫米波望远镜。

出品:光明网科普事业部

监制:战 钊

记者:肖春芳

宋雅娟

颜维琦

鸣谢:中国科学院国家天文台

中国科学院上海天文台

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