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天文学家是如何捕捉到黑洞的第一个特写镜头的?

EHT成像工作组协调员Kazunori Akiyama在检查数据的过程中与图像合影。(Nancy Wolfe Kotary,麻省理工学院Haystack)

一个国际射电天文学家团队今天(4月10日)宣布了第一张黑洞的特写图片。

它是位于室女座a星系中心的超大质量黑洞(也称为梅西耶87或M87),它是如此之大——和我们整个太阳系一样宽——甚至在5300万光年之外,它在天空中看起来也和人马座A一样大,人马座A是我们银河系中心较小但仍然相当超大质量的黑洞。这一宣布是从2017年4月开始的一项努力的第一个结果,涉及地球上的每一个主要射电望远镜,统称为“视界望远镜”,

,因此,如果这些天体如此巨大,望远镜已经在那里,为什么科学家们最近才想出如何对它们进行成像呢?一旦他们搞清楚了,为什么要花两年时间来 ... 一个图像?[9关于黑洞的奇怪事实]

简单地回答了第一个问题:这种大小的黑洞非常罕见。人们认为每个大星系的中心只有一个。它们通常很暗,被稠密的物质和恒星所笼罩。在我们银河系中,离地球最近的一个星系距离地球26000光年。

,但新的图像并没有揭示人类从黑洞中探测到的第一束光。(而且图像并不像我们通常想象的那样是由光形成的;望远镜发现的电磁波是非常长的无线电波。不过,如果你靠近黑洞,你也会看到一个可见光影。)

早在1931年,根据阿尔马天文台和天文馆的资料,物理学家卡尔·詹斯基就注意到银河系中心有一个射电波长活动的亮点。物理学家现在强烈怀疑这一点是一个超大质量黑洞。自从那次发现以来,物理学家们一直通过他们的射电信号来探测其他黑洞。

最新的发现是视界望远镜成像了黑洞在周围形成的阴影,物体吸积盘上的发光物质(热物质迅速下降到黑洞的视界)。这让物理学家很兴奋,因为它证实了一些关于阴影应该是什么样子的重要想法,进而证实了科学家们对黑洞的看法。

要成像阴影,天体物理学家必须以前所未有的细节探测这些无线电波。没有一台射电望远镜能做到这一点。但是物理学家们发现了如何将它们连接在一起,在地球周围,就像一个巨型望远镜一样,正如哈佛大学天体物理学家、视界望远镜主任谢泼德·多勒曼在国家科学基金会的新闻发布会上所说,

每一个射电望远镜都捕捉到大量的射电信号光子,但远没有足够的细节来发现黑洞被吸积盘包围的阴影。但每台望远镜对图像的视角都有点不同。因此,科学家们煞费苦心地将略有不同的数据集组合起来,并借助原子钟,比较射电光子到达不同仪器时的情况。通过这种方式,物理学家们能够从大量噪音中梳理出黑洞的信号。

望远镜在2017年4月的短短三天时间里收集了用于产生图像的实际数据。这总计超过5千兆字节,大约相当于整个国会图书馆的信息量。天体物理学家、该项目的合作者之一丹·马龙在新闻发布会上说,它被存储在一个以吨为单位的大量硬盘上,

的数据太多了,通过互联网发送几乎是不可能的,他说。相反,物理学家们把这些信息放在一个地方,通过物理传送

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