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世界第一組黑洞俯視照10號就要釋出了,是科學家利用“事件視界望遠鏡”經歷了長時間的觀測曝光才最終獲得的,黑洞視界外的景象根據理論本來就是可以觀測的。
事件視界是指某事件可以被觀測到的界限,由於黑洞引力巨大,周圍強烈的時空彎曲使得內部的光無法出來,於是就形成了一個明顯的界限,也就是視界,視界內部的景象無法觀測,視界外部則是周圍物質被黑洞吞噬時,物質被撕扯壓縮形成的現象,是可以觀測的。只是目前所知的黑洞都距離地球十分遙遠,像銀河系中心的大質量黑洞,距離地球有幾萬光年,加上黑洞重重天體、星雲等的阻隔,即便黑洞視界外有強烈的能量釋放現象也難以觀測到。
一架望遠鏡或者建設在幾個較小範圍內的望遠鏡陣列,獲得的訊號就只是黑洞傳播到地球的訊號的很少一部分,強度就要大打折扣,也是以往難以觀測黑洞視界的原因。所謂的事件視界望遠鏡,就是科學家專門為了拍攝黑洞,將位於視界各地的一些大型天文望遠鏡捕獲的訊號組合起來,組合成一架口徑相當於地球的望遠鏡陣列,獲得的訊號就遠遠強於單一口徑望遠鏡,可以捕捉銀河系中央黑洞視界外的能量釋放過程,不過獲得的訊號依然很微弱,這組黑洞俯視照也是經過了長時間的曝光、解析過程才最終合成的。
黑洞的存在雖然以往已經透過星系中央天體的執行方式間接證明存在了,但是以往都難以直接觀測,事件視界望遠鏡的應用大大提升了人類的觀測能力,在未來的天文觀測中也將發揮重大作用。
事件視界望遠鏡(EHT)是一個以觀測星系中央超大質量黑洞為主要目標的專案,它並不是指某一臺具體的望遠鏡,而是一個射電天文臺陣列。
該計劃以甚長基線干涉技術結合世界各地的射電望遠鏡,使多個相隔數萬公里的獨立射電天線互相協調、同時觀測同一目標並記錄下資料,形成一個接收口徑等效於地球直徑的射電訊號接收陣列,並將望遠鏡的角解析度提升至足以觀測黑洞表面事件視界尺度結構的程度。
EHT陣列成員包括:赫茲望遠鏡(ARO/SMT)、阿塔卡馬探路者實驗(APEX)、阿塔卡馬次毫米波實驗望遠鏡(ASTE)、毫米波天文學研究用組合陣列(CARMA)、加州理工學院次毫米天文臺(CSO)、IRAM 30米望遠鏡(IRAM)、麥克斯威爾望遠鏡(JCMT)、大型毫米波望遠鏡(LMT)、次毫米波陣列望遠鏡(SMA)、阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)、北方擴充套件毫米陣列(NOEMA)、南極望遠鏡(SPT),中國科學院上海天文臺是該專案的合作單位。
EHT期望藉此檢驗廣義相對論在黑洞附近的強重力場下是否會產生偏差、研究黑洞的吸積盤及噴流、探討事件視界存在與否,並發展基礎黑洞物理學。
人馬座A*
EHT的觀測目標主要為銀河系中央的超大質量黑洞即人馬座A*(讀音:A-star),以及位於橢圓星系M87中央的超大質量黑洞。
M87噴流
人馬座A*距離我們約25900光年,是最近的超大質量黑洞;M87距離我們約5700萬光年,其中央黑洞以一道長達5000光年的噴流而著名。
為了看透佈滿塵埃的銀河盤面及圍繞在黑洞周圍的物質,EHT的觀測波長設定為1.33毫米,未來還將提升至0.87毫米。
由於聯合觀測產生的資料量龐大到無法使用網際網路傳輸,陣列中各個射電天文臺會將觀測資料儲存在硬碟中郵寄至美國馬薩諸塞州的海斯塔克天文臺,交由超算解析,併合成單一影像。
事件視界環
根據電腦模擬,環繞黑洞的物質發出的光將被黑洞自身質量產生的重力透鏡效應彎曲,在黑洞周圍形成一光環,而光環中央襯托出的圓形剪影便是黑洞的輪廓,也就是事件視界。
這個專案經過近幾年的觀測,已經開始對結果資料進行渲染,準備在本月釋出第一批影象。