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TUhjnbcbe - 2023/5/3 21:28:00

北京时间5月12日21时07分,事件视界望远镜(EHT)合作组织正式发布了银河系中心黑洞人马座A*(SgrA*)的首张照片。

(银河系中心黑洞的首张照片、EHT合作组织供图)

这是EHT合作组织继年发布人类第一张黑洞照片,捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞之后的又一重大突破。这一成果给出了该天体就是黑洞的实证,为理解这种被认为居于大多数星系中心的“巨兽”的行为提供了宝贵的线索。对此北京新闻广播采访了科普作家瘦驼,对相关内容进行了解读。

“事件视界望远镜”如何给黑洞拍照?

瘦驼介绍,整个银河系是一个旋转像盘子一样的巨型天体。盘子中心有这么一个黑洞,但我们想要直接观测这个黑洞是非常困难的。黑洞让光线都没有办法穿透,所以用可见光的方式很难去看到。所以,“事件视界望远镜”是全球多台射电望远镜的组合,大型射电望远镜形成了一个联合观测网络,分布在全球各个地方,相当于用一个地球这么大的望远镜来观测天体,所以才能够获得黑洞非常精密的一些数据。

关于什么是射电望远镜呢?瘦驼解释,射电望远镜大家可能比较陌生,因为我们平时用的望远镜是玻璃的,可以通过它用肉眼看到物体。射电望远镜需要所观测的东西不是可见光,而是无线电波。射电望远镜看起来更像是一个天线,像过去很多大楼楼顶上都有的”大锅盖“卫星天线,它收集来自于宇宙中的各种无线电信号,这些无线电的信号能够表明那个地方发生了什么。黑洞恰好是一个非常强的无线电发射源,它有非常强的无线电信号,虽然离我们比较远,但我们可以用这种“大锅盖”把它给探测出来,用这种可视化手段,把无线电信号转化成大家肉眼能够感知的画面,最后形成所谓的黑洞照片,这个“照片”其实也是合成出来的,不是直接拍出来的。

事件视界望远镜的工作原理简单来说,就是利用地球的旋转,每一个射电望远镜从各个角度各个时间点,通过与原子钟准确相连,拍摄下黑洞的数据,再通过数据集成处理,利用拼图组合成一张完整图片。有了各地的射电望远镜,地球就相当于一个迪斯科球,通过每个镜面的光线收集,最终形成一个完整的图像。

为何给银河系中心的黑洞拍照很难?

瘦驼称,银河系中心的黑洞位于人马座,人马座是*道十二星座当中的一个(在中文里,大家俗称射手座,但在中国天文学界叫人马座)。人马座正好是在我们银河系的中心位置,这个地方直接观测是非常困难的,因为银河系越到中心越稠密,有很多星体、非常密集。如果在夏天,银河非常清晰时,大家去看银河中心位置就在人马座。大家打开观星软件用肉眼看,在天气非常好、周围比较暗的情况下,都可以看到那儿有一大团像云雾一样东西,就是所谓的银系中心。

这些无线电信号要穿透这些稠密的银河系中心物质,会受到很多干扰。相当于要在黑夜当中看一盏小灯,但那个地方灯火通明,什么光线都有,要去一个灯火通明大都市里找到一盏一闪一闪的小灯泡,是非常困难的,这个就是探测银河系中心超大黑洞最难的事情。而且对地球观测者来说,这个黑洞很小很小,小到什么程度呢?大概相当于一个航天员在月球上打开了一张报纸,那个报纸上有个句号,我们在地球上的人看到那个句号的大小,就相当于在地球上去观测银河系中心的这个超大质量黑洞的大小。要在这么庞杂的信号中去辨别如此小的信号,对科学界来说是一个非常重大的突破,还是挺让令人激动的科学发现。

研究黑洞的价值何意义?

瘦驼表示,黑洞是一个非常极端、特殊的天体。对这一类天体人类了解的还不是特别多。之前大部分黑洞的研究都是间接研究,我们没办法直接观测它,只能通过间接方法来推算它,做很多假设。有点像给犯罪嫌疑人画像,通过大家口口描述,去复原犯罪嫌疑人影像。这个犯罪嫌疑人影像到底和真人之间差距有多大,我们还是要看到真实照片,才会有明确认识。之前人类对黑洞很多研究就有点像模拟画像,现在我们终于有办法来给它直接拍”照片“了,当然这个”照片“也是要打引号的,它跟我们用光学设备拍到的照片还是不一样的,是还原出来的。这些最终获得的”照片“能够让我们知道,之前那些推测哪些是对的,哪些是不对的。如果不对是哪里不对?要做一些怎样的修正?这些修正有可能会涉及到非常基础的物理学底层知识、更新我们的知识,让我们对于这个世界的认识更加完整,是在科学层面上的最大意义。

记者:小晨、杨洪(北京新闻广播新闻建外14号)

部分内容来源:科技日报

责编:陈佳丽

监制:刘萤萤

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