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中国逾16位科学家参与首张黑洞照 拍了两张但只洗出来一张
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2019-04-10 20:29 来源:明升国际综合 编辑:石慧

明升国际讯】10日,EHT公布了首张距离地球5500万光年的黑洞照片。为了一探黑洞真相,一个通过国际合作而实现的、由八个地面射电望远镜组成的观测阵列逐渐形成,通过形成一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜来捕捉黑洞的图像。2016年,中国科学家加入该计划,与全球200多名顶尖科学家通力合作,16位来自中国大陆的天文学家更参与了全球对遥远超大黑洞的颠覆性观测。

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4月10日,在中国科学院上海天文台举行的新闻发布会上,中方团队部分成员合影。(图片来源:新华社)

综合中新社、香港《大公报》报道,中国科学家长期关注高分辨率黑洞观测和黑洞物理的理论与数值模拟研究,EHT国际合作形成之前就已开展多方面具有国际显示度的相关工作。在此次黑洞拍照的EHT项目合作中,中国科学家在早期EHT国际合作的推动、EHT望远镜观测时间的申请、夏威夷JCMT望远镜的观测、后期的数据处理和结果理论分析等方面做出了中国贡献。

此外,在2017年EHT全球联合观测的3月至5月期间,上海65米天马望远镜和新疆南山25米射电望远镜作为东亚VLBI网成员共同参与了密集的毫米波VLBI(甚长基线干涉测量)协同观测,为最终人类首张黑洞照片——室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞成像提供了总流量的限制。

中科院上海天文台介绍说,参与本次黑洞拍照的EHT大型国际合作项目的全球200多位科学家中,来自中国大陆的学者有16人,包括中科院上海天文台8人、云南天文台1人、高能物理研究所1人、南京大学2人、北京大学2人、中国科学技术大学1人、华中科技大学1人。另外,还有部分来自台湾的学者。

EHT科学委员会主席、荷兰奈梅亨大学教授海诺·法尔克(Heino Falcke)表示,他20年前就与中国科学家合作研究黑洞,“我很高兴我们能一起庆祝此次进展。在天文学、射电天文学、太空天体物理等领域,中国在这个全球项目中作出了非常重要的贡献”。

拍了两个黑洞,但只洗出来一张

上海澎湃新闻报道,在2017年4月,EHT的8台望远镜选定的观测目标有两个,另一个和地球的关系更近,正是银河系的中心黑洞。那么,为什么这次没有看到银河系中心黑洞的照片呢?

中科院上海天文台副台长袁峰说,给银河系中心黑洞“洗照片”存在更多技术上的困难。正因地球在银河里面,观测中心黑洞需要透过许多恒星、尘埃和气体,造成较强的散射效应,成像更难。

黑洞的本体藏匿在阴影中,发光的部分则是黑洞周围吸积的气体。那么,黑洞周围的光环究竟发出的是什么样的光呢?具体来讲,这次全球8台射电望远镜收集到了湍急的吸积气体辐射出的波长为1.3毫米的光。

这种光比人们熟悉的可见光波长要长,其实并不存在颜色的区分,科学家们只能感应到信号的强弱,照片中的红色是后期处理的效果。

为什么选择这个波段?一方面,黑洞吸积气体在这个波段的辐射比较强。另一方面,这个波段在射电波中算是波长比较短的。

照片的分辨率与两个主要因素相关。观测的波长越短,望远镜的口径越大,照片就越清晰。这次,科学家们运用甚长基线干涉技术(VLBI)将8台望远镜组成了一台口径等同于地球直径的巨大望远镜网络。那么,为什么不使用波长更短的红外线、甚至可见光呢?袁峰解释道,在这些波段,干涉技术还没有那么成熟,无法实现给黑洞拍照的目的。可以说,1.3毫米的波长正处在一个技术的平衡点上。

从源头上来讲,这些光是由黑洞吸积盘上的同步辐射产生的。气体到了吸积盘附近,温度变得非常高,粒子的运动速度达到了相对论性速度。在吸积盘产生的磁场里,相对论性粒子运动就会发出同步辐射。

黑洞研究史

据北京《新京报》消息

●1798年

法国数学家、物理学家拉普拉斯根据牛顿力学计算,一个直径为太阳250倍而密度与地球一样大的天体,其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体,也称为“暗星”。

●1915年

爱因斯坦广义相对论诞生,预言存在黑洞这样一种天体。

●1916年

德国天文学家史瓦西发现所有星体都存在一个史瓦西半径,如果星体的实际半径比史瓦西半径要小,那么它就会变成一个黑洞。

●1939年

美籍犹太裔物理学家奥本海默根据广义相对论证明,当天体的质量大于临界质量时,引力坍塌后不可能达到任何的稳态,只能形成黑洞。

●1970年

美国的“自由”号人造卫星发现位于天鹅座X-1上一个比太阳重30多倍的巨大星球,被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。这是人类发现的第一个黑洞。

●1974年

英国物理学家霍金证明黑洞具有与其温度相对应的热辐射,称为“黑洞辐射”。(完)

编辑:石慧
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