事件地平線望遠鏡在M87中心拍攝了一張超大質量黑洞的照片，這是一個距離我們5400萬光年的星系
事件地平線望遠鏡在M87中心拍攝了一張超大質量黑洞的照片，這是一個距離我們5400萬光年的星系。EVENT HORIZON TELESCOPE合作等。
自愛因斯坦預測在他的引力理論中存在黑洞以來的這個世紀，天體物理學家已經為這些事物提供了壓倒性的證據。他們觀察到了附近恆星和行星軌道上黑洞的推拉。他們聽到了黑洞碰撞引起的振動或引力波。但直到現在他們還沒有面對面地瞥見黑洞。星期三，天體物理學家宣佈他們已經捕獲了第一個黑洞圖像。
這張照片是2017年4月在世界各地使用8臺望遠鏡進行的5天觀測，通過一項名為“地平線望遠鏡”的合作，描繪了在距離5400萬光年的星系M87中心的超大質量黑洞周圍旋轉的發光氣體。 。然而，過去的明亮燈光是黑洞的特徵：它的事件視界。事件視界是時空深淵的邊緣，重力是如此強烈，以至於沒有光可以從它逃脫。“這是不歸路的，”亞利桑那大學的FeryalÖzel說道，他是EHT合作的成員。她說，在圖像中，它表現為“突然缺光”。
以前，研究人員已經捕獲了從M87黑洞被預測到的那裡出現的一團光線 - 但他們無法明確地看到黑洞，因為他們的儀器遠不及EHT那樣尖銳。“這就像是從便宜的智能手機相機轉向高清IMAX影院，”哈佛大學的天體物理學家安德魯斯特羅明格說，他沒有參與這項工作。
南極望遠鏡，用於捕獲第一個黑洞圖像的八個望遠鏡之一。
這個黑洞大約是太陽質量的65億倍。儘管如此，它在地球上的有利位置很小，在天空中只有50微秒寬，這使得它很難看到放在月球上的甜甜圈。需要八個不同的望遠鏡對其進行成像。望遠鏡收集的觀測數據與十億分之一秒的精度同步。
為了看到黑洞在明暗之間的邊界，天體物理學家捕獲了無線電波 - 波長為1.3毫米，人眼看不見 - 由黑洞周圍的氣體旋轉。這種氣體會發出包括可見光在內的所有不同波長的光，但是研究人員選擇了這種特殊的波長，因為它可以穿過整個星系甚至地球自身的大氣而不被吸收。但他們仍然需要在所有八個望遠鏡站點都能看到黑洞。在打開他們的望遠鏡之前，他們必須監測空氣中的水分，Özel說 - 太多的溼度會破壞他們的圖像。為了儘量減少下雨的可能性，他們在乾旱地區建造瞭望遠鏡，包括智利的南極和阿塔卡馬沙漠。
M87的黑洞與地球相對接近，因為來自它的光線僅在5400萬年前發射 - 所以我們在它存在的更成熟的時刻看到它。“在宇宙時代的這個時刻，黑洞已經平靜下來，“它們基本上是從附近的恆星中汲取氣體。”M87的黑洞確實發出明亮的氣體，但與較遠的較年輕的黑洞相比，它仍然相當暗淡。這些年輕的黑洞積聚了大量的物質，因此它們的發光氣體漩渦更加明亮。
為了捕捉和解釋第一個黑洞圖像，科學家們首先創造了數百萬個像這樣的模擬
拍攝圖像花了二十年的時間。這項工作的一部分是設計，建造和運輸各種望遠鏡站點的硬件。但他們也必須儘可能準確地預測黑洞的物理特性，從而預測他們可能會看到的東西。Özel自2000年研究生以來一直致力於拍攝黑洞，他說他們創造了數百萬個黑洞模擬，每個黑洞都有不同的質量，旋轉速度或方向等。這些模擬有助於瞭解他們如何設計望遠鏡以及他們指向它們的位置。
但他們不只是在一幅漂亮的畫面之後。在天文物體的動物園中，黑洞是最極端的實體之一。如目前所理解的，黑洞將大量的質量包裝成一個點，使其成為一個無限密集的物體。這種密度在其中心產生了巨大的引力，沒有人可以進入內部。“它們是宇宙中唯一創造宇宙其他部分無法進入的時空區域的物體”。由於黑洞是如此極端，研究人員希望研究它們的特徵，看它們是否與廣義相對論的其餘部分一致。“我們都覺得我們對空間和時間有直觀的認識。但愛因斯坦告訴我們，只有在我們習慣的情況下，引力場非常弱，“斯特羅明格說。“當引力場變強時，會發生各種各樣的瘋狂事情。”
到目前為止，他們所觀察到的關於M87的所有東西 - 它的質量和事件視界的大小 - 都與愛因斯坦的理論一致。但未來更詳細的觀察結果可能會揭示意外的特徵。Strominger希望看到像M87這樣的快速旋轉黑洞的更詳細圖像。根據理論計算，如果黑洞旋轉得足夠快，它們會在時空形成一個蟲洞。未來的黑洞圖像可以幫助確認或駁斥這些假設。科學家期待有一天圖像足夠好，可以看到一個黑洞及其相關的蟲洞。“這真的，真的，奇怪的科幻小說，我們將會看到它，”這張圖片才剛剛開始。他們希望將望遠鏡轉向其他黑洞，以收集整個黑洞圖像的剪貼簿。他們還計劃拍攝更多，質量更好的黑洞照片，以便更詳細地瞭解它。現在他們終於盯著野獸的眼睛，是時候看它的表現了
閱讀更多 帶你生長 的文章
