史上首張黑洞“證件照”出爐,我們成為首批看見黑洞的人類?

4月10日晚,在經過了兩年漫長的“沖洗照片”過程後,人類首張黑洞照片正式與我們見面,從公佈的照片上看,這次所拍攝的黑洞照片似乎有些模糊,但仍然可以辨認這個系統的模樣——中央部分有一個深邃的黑色區域,而周圍則圍繞著橙紅色的物質,整個結構看上去非常奇特。

史上首張黑洞“證件照”出爐,我們成為首批看見黑洞的人類?

這個黑洞的照片拍攝的是距離我們大約5400萬光年外的橢圓星系M87中心的超大質量黑洞,由“事件視界望遠鏡”(Event Horizon Telescope,縮寫EHT)很幸運,我們成為了人類歷史上首批成功“看見”黑洞的人類。

史上首張黑洞“證件照”出爐,我們成為首批看見黑洞的人類?

這張照片雖然看起來模糊不清,不少朋友甚至表示這根本看不出個所以然嘛,這就是黑洞首張“證件照”?雖然說這張“證件照”比較模糊,但這已經是目前科學家們動用最強觀測力量記錄下來的——“事件視界望遠鏡”是由遍佈全球的8個毫米/亞毫米波射電望遠鏡組成的,它們組成了一個虛擬的口徑相當於地球大小的超強射電望遠鏡,用這個強大的“照妖鏡”,科學家們可以去追蹤一直以來看不見摸不著的黑洞天體。

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而且這張“證件照”的出爐也非常不容易,科學家們在2017年4月對黑洞展開了觀測,但“洗照片”就又花了兩年,直到現在才讓我們一睹黑洞的真容。

事件視界望遠鏡觀測了兩個黑洞,一個是位於M87星系中心的超大質量黑洞,質量相當於太陽的60億倍,還觀測了位於我們銀河系核心的Sgr A*,它的質量相當於400萬顆太陽。而目前發佈的這張黑洞證件照正是M87星系的黑洞,銀河系核心的Sgr A*的照片還並未放出。

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你或許也要問了,在這張照片中,哪個地方是黑洞?還是這一整個結構都是黑洞?目前,我們拍到的仍然不是黑洞——而是觀測了圍繞黑洞周圍的物質,它們組成一個盤狀結構,叫“吸積盤”。吸積盤內的物質圍繞黑洞高速旋轉,相互之間由於摩擦而發出熾熱的光芒,包括從無線電波到可見光、到X射線波段的連續輻射,通過吸積盤,得以勾勒出黑洞的樣子。

據報道稱,儘管銀河系核心的黑洞Sgr A*事件視界望遠鏡其實也已經獲取了它的數據,但事件視界望遠鏡團隊內部對數據處理有較大分歧,暫時並不會發佈。

那為什麼這張照片引起了全世界的關注——一方面,因為黑洞連光也無法逃脫的特性,要直接拍攝黑洞是極為困難的,因此人類在過去幾十年中只能猜想它的模樣,但是卻不能直接“看到”它。如今能夠直接“看見”黑洞,是人類天文觀測的重大進步。而另一方面,通過對黑洞的直接觀測,科學家希望能夠在更強引力場環境下檢驗廣義相對論和研究黑洞邊緣上的吸積盤和噴流行為。廣義相對論預測,物質落入黑洞時發出的部分光子會圍繞在黑洞邊緣,加上引力透鏡效應,會形成一個明亮的光環,勾勒出中心黑洞的輪廓,猶如黑洞的剪影。通過這張照片,科學家們將能夠解答出大量問題的答案,毫無疑問,這將開啟天文學和物理學的全新時代。

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科幻電影《星際穿越》中模擬的黑洞“卡岡圖雅”


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