中國教育新聞網(wǎng)訊(記者 程墨 通訊員 毛軍剛 王瀟瀟)北京時間10日晚9時許,人類史上首張黑洞照片面世。這一視覺證據(jù)由全世界200多名科研人員歷時10余年、從四大洲8個觀測點“捕獲”,其中我國大陸地區(qū)有16位科學家在早期推動這一項國際合作、望遠鏡觀測時間申請、夏威夷望遠鏡觀測運行、后期數(shù)據(jù)處理和理論分析等方面做出了巨大貢獻。
據(jù)中科院上海天文臺介紹,這16位科學家包括中科院上海天文臺8人、云南天文臺1人、高能物理研究所1人、南京大學2人、北京大學2人、中國科學技術大學1人、華中科技大學1人。另外,還有部分來自我國臺灣地區(qū)的學者。
上世紀初,愛因斯坦在廣義相對論中預言了黑洞的存在。這是一種體積極小而質量極大的天體,因而引力非常強,以至于周圍一定區(qū)域內(nèi)連光也無法逃逸,這一區(qū)域被稱為“事件視界”?!笆录暯缤h鏡”就是為觀測黑洞的“事件視界”而設計的,它由分布在全球多地的射電望遠鏡組成,相當于一臺口徑為地球直徑的超級望遠鏡。
“2017年4月5日至11日,從美國夏威夷到智利、從伊比利亞半島到南極的8臺毫米波望遠鏡組成的‘超級望遠鏡’,在同一時刻對準M87中心黑洞拍照,其難度相當于從地球上給月球表面的一個橙子成像?!蹦暇┐髮W天文與空間科學學院教授李志遠說,這幾天每晚產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量高達2PB(1PB=1024TB=1048576GB),觀測數(shù)據(jù)必須用三種完全獨立的流程以及多個獨立小組進行處理。因此這次發(fā)布的黑洞照片,并不是“某一瞬間”的黑洞影像,而是一段時間內(nèi)平均的黑洞成像。
“黑洞具有強大的引力,可將周圍的物質吸引過來,形成繞其轉動的吸積盤。由于吸積盤不同半徑處轉動速度不同繼而導致摩擦升溫,把吸積物質的引力能變成輻射,從而能被我們觀測到?!眳⑴c了理論分析工作的華中科技大學物理學院教授吳慶文介紹,“此次發(fā)布的黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質量星系M87中心的黑洞,其距離地球5500萬光年,質量為太陽的65億倍,該圖像的許多特征在強引力極端環(huán)境下進一步驗證了愛因斯坦的廣義相對論?!?/p>
在過去的幾年時間里,吳慶文對黑洞吞噬物質過程、黑洞自旋等重要信息做出了較好限定,提出這次觀測到的黑洞圖像應該是來自黑洞吞噬的物質,而非相對論性噴流,此外還發(fā)現(xiàn)該巨型黑洞很可能是處于高速自轉狀態(tài)。這次拍攝的黑洞照片,較好支持了他的研究結果。
“從上世紀90年代起,我國就開啟了有關黑洞的研究,此次中國科學家的參與代表著國際對于中國天文研究的認可。”李志遠說,我國科學家長期關注高分辨率黑洞觀測和黑洞物理的理論與數(shù)值模擬研究,在“黑洞”項目的國際合作形成之前就已開展了許多相關工作,“我個人長期研究銀河系中心黑洞以及與之類似的近鄰星系中心黑洞,因此參加了項目中的多波段科學工作組以及活動星系核工作組”。
德國馬克斯·普朗克射電天文研究所所長安東·岑蘇斯肯定了中國同行的貢獻?!爸袊茖W院上海天文臺直接參與了位于美國夏威夷的東亞JCMT望遠鏡對黑洞的觀測,中國其他科研機構的多名研究人員也以不同形式參與了后期數(shù)據(jù)的分析和解讀,”他說,“我們希望,未來中國能有更多新的毫米波望遠鏡參與進來?!?/p>
“接下來我們將進一步增加觀測望遠鏡的數(shù)量、分辨率,未來甚至不排除在外太空‘組建’更高清晰度望遠鏡的可能性。這些有助于揭開更多謎團,包括星系中心壯觀的噴流是如何產(chǎn)生的,宇宙究竟有多大、如何形成又如何演化等等。”李志遠說。
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