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第一张黑洞的照片
发布时间:2024-12-14
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2017年4月11日,人们终于等到了历史性的一刻。最后一批数据抵达麻省理工学院的海斯塔克天文台。在八个天文台、五个夜晚的同步观测后,天文学家终于得到第一张可能的黑洞的照片。这些望远镜的观测对象是两个超质量黑洞:SgrA*和邻近星系中的M87。

只不过这张照片还埋在1024张硬盘中。它们会陆续寄送到海斯塔克天文台和德国波恩的马克斯·普朗克射电天文研究所的处理中心。到时,中心的服务器将把来自八个天文台带有时间邮戳的信号整合,将这些无线电波信号进行对比和合并,同时确保事件视界大小、结构的关键信息不在这个过程中丢失。整个处理过程将持续数月,最终结果将证明项目是否真正成功。这个有史以来最庞大的射电望远镜协作项目就是“事件视界望远镜”项目。项目的基本设想是联合地球各地的天文台,从夏威夷的最高峰到南极冻土的射电望远镜,它们将组成一个接收盘相当于整个星球大小的强大的虚拟望远镜阵列,同步工作,可以达到单一望远镜无法达到的精度和准度。

天文望远镜的极限分辨率取决于望远镜的口径和观测所用的波长。口径越大,波长越短,分辨率越高。天文学家曾在毫米波的微波波段进行过观测,这一频段的光可以穿透星系中心致密的气体和尘埃云,相对没有阻碍地到达地球。不过单一射电望远镜的问题是,无线电波的波长要远远大于可见光的波长,因此射电望远镜的分辨本领远远低于相同口径的光学望远镜,建造一个具有能探测深空的射电望远镜势必要做到巨大,这并不符合实际情况。不过,利用电磁波的干涉原理,天文学家可以用干涉仪将一道光分成两束,它们频率相同,但是经过的路径不同,这将造成相位差,两条波的相位差决定了波的叠加增强幅度。通过这种方法,天文学家可以用相隔两地的两架射电望远镜接收同一天体的无线电波,然后将信号合并,获得强度更高的射电望远镜能达到的效果,这也被称为天文干涉。比如,这次的项目首次包括阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA),它的精度可以让天文学家看到月球上如高尔夫球大小的物体。正因此,此次协作的覆盖整个地球的射电望远镜阵列被寄予“看到"黑洞的厚望。

科学家认为,图片很可能显示的是一道环绕黑色圆的光晕。这道光来自围绕黑洞旋转的被加热到上千亿度的气体。

"即便第一张图片很简陋,我们也能首次验证爱因斯坦的引力理论对黑洞的极端环境的基本预测。”荷兰的射电天义学家海诺·法尔克(Heino Falcke)说。