热点 天文

这次给黑洞拍照片,我们用了地球那么大的望远镜

第一张黑洞照片

EHT 发表于  2019-04-11 13:39

一项国际合作的研究,公布了足以载入史册的观测结果——人类首次拍到了黑洞的影像

史上第一张黑洞照片 | EHT

事件视界望远镜”(Event Horizon Telescope EHT),是一个行星级别的望远镜阵列,由位于世界各地的8台地基射电望远镜经由国际合作而构成。今天,在全球范围的联合新闻发布会上,EHT的研究者宣布他们已经获得了成功,揭示了超大质量黑洞及其黑洞阴影的首个直接视觉证据。

这一重大突破今天也在《天体物理学快报》特刊上以6篇论文的形式公布。这幅影像揭示了室女座星系团中M87星系中心的黑洞。这个黑洞距离地球有5500万光年,质量是太阳的65亿倍。

EHT将全球各地的望远镜连接起来,形成了一台口径与地球直径相当的虚拟望远镜,具有前所未有的灵敏度与分辨率。EHT是国际合作多年的成果,在首次验证爱因斯坦广义相对论的历史实验恰逢百年之际,它为科学家提供了一种全新的方式,来研究这一理论所预言的宇宙中最为极端的天体。

美国哈佛-史密森天体物理中心的项目主任Sheperd S. Doeleman说:“我们拍摄了第一张黑洞的照片,这是超过200名研究人员组成的团队完成的非凡科学成就。”

黑洞是一种极其不寻常的天体,质量大到无以复加,尺寸却很小。黑洞的存在,以极端的方式影响着它们周围的环境,弯曲了时空,同时又将周围的一切物质加热到极高的温度。

“如果黑洞处在一个明亮的区域,比如一个发光的气体盘中,我们预期会看到它在其中形成一个暗区,类似于阴影——这曾被爱因斯坦的广义相对论所预测过,但我们从来都没有亲眼见过。”EHT科学委员、荷兰拉德堡德大学的Heino Flacke解释说,“引力弯曲和事件视界捕获光线,产生的这样一个暗区,揭示了此类迷人天体的大量特性,也让我们能够测量M87中心黑洞那巨大的质量。”

利用多种校准方法和成像方法,这项观测揭示出了一个环状结构,中间有一个黑色区域,这便是黑洞的身影了。在EHT进行的多次独立观测中,黑洞的身影始终清晰可见。

“一旦确信拍到了这个阴影,我们就能把观测结果跟计算机模型进行比较,把弯曲空间、超热物质和强磁场等物理过程都考虑了进来。我们观测到的影像,有很多特征都跟理论对应得很好,好得惊人。”EHT委员会成员、东亚天文台台长Paul T.P.解释说,“这让我们对观察结果的解释、以及估计黑洞的质量,都很有信心!”

创立EHT不是件轻松的事儿,需要升级和连接一个全球范围内的网络,这个网络包含了8个高海拔地区的射电天文望远镜阵列,充满各种意想不到的挑战。来看看它们在哪儿吧:夏威夷和墨西哥的火山、美国亚利桑那州和西班牙的山区、智利的沙漠,以及……南极

EHT采用的是一种被称为甚长基线干涉测量(very-long-baseline interferometry ,VLBI)的技术。它能让世界各地的射电望远镜一起工作,并利用地球的自转,使这些望远镜变成了观测波长为1.3毫米、有地球那么大的射电望远镜。这项技术能达到20微秒的角分辨率。这样的精度,足够让一个人从巴黎的街边咖啡馆,看清纽约路人手里的报纸了。

此次做出贡献的望远镜是ALMA、APEX、IRAM 30米望远镜、麦克斯韦望远镜、大毫米波望远镜、亚毫米波望远镜阵、亚毫米波望远镜,以及南极望远镜。望远镜多达数PB(1PB=1024TB)的原始数据,则由高度专业化的超级计算机整合处理。这些计算机由德国马普射电天文学研究所和美国麻省理工学院海斯塔克天文台提供。

EHT的构思,以及今天公布的黑洞影像,是数十年来观测、技术和理论工作的集大成者。这是国际团队合作的典范,需要来自世界各地的研究者密切配合。13个合作机构在现有的基础设施和各种机构的支持下,共同创造了EHT。重大资金支持由美国国家科学基地(NSF)、欧洲研究委员会(ERC)和东亚的基金机构的提供。

“我们取得的这项成果,在上一代人看来还是不可能的。”Doeleman这样总结道。“科技的进步、全球最好的射电望远镜之间的合作,以及创新的算法,共同为我们了解黑洞与事件视界打开了一个全新的窗口。”

编译来源:

Astronomers Capture First Image of a Black Hole

https://eventhorizontelescope.org

翻译:Antares、Luna、李小葵、东风、劈柴

显示所有评论

全部评论(0)

显示所有评论

你的评论

该文章禁止评论
EHT
EHT EHT(Event Horizen Telescope),事件视界望远镜

更多科研事,扫码早知道

关于我们 加入果壳 媒体报道 帮助中心 果壳活动 家长监控 免责声明 联系我们 移动版 移动应用

©果壳网    京ICP证100430号    京网文[2015] 0609-239号    新出发京零字东150005号     京公网安备11010502007133号

违法和不良信息举报邮箱:jubao@guokr.com    举报电话:18612934101    网上有害信息举报专区    儿童色情信息举报专区