首页 > 科技 >

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

2019-04-11 12:07:06 暂无 阅读:702 评论:0

写在前面

EHT是由分布在地球上的八个射电千里镜构成的过问仪阵列,目的就是获得黑洞的图像。EHT对准了超大椭圆星系M87中心的超大质量黑洞,捕获到了黑洞暗影和吸积盘。从观测角度来说,吸积盘的直径只有40微角秒,相当于从地球上测量月球外观一个苹果的直径。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

正如昨天发布会通知中讲述的那样,世界各地的科学家和组织支付了伟大的起劲,这也证实了科学家理论与协调性连系的壮大,我们甚至有机会视察黑洞。这一究竟源于2017年4月的一次视察运动,其时这一全球无线电天线收集同时观测到了M87。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

这张令人震惊的新图像显露了距地球约5500万光年的椭圆星系M87中心的超大质量黑洞。这个黑洞是太阳质量的65亿倍。捕获到它需要八个地面射电千里镜在全球局限内配合工作,就似乎整个地球是一架千里镜。什么是黑洞呢?

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

黑洞是密度极高的天体,任何光和物质都无法逃脱。黑洞视界内的任何器材,都邑消散,永远不会再显现,黑洞的壮大引力是无法想象的,这也是黑洞为何如斯难以视察的原因。从素质上说,黑洞是看不见的,但围绕在它四周的吸积盘构造却会却闪闪发光。黑洞四周一圈发光的是什么物质?为什么是橙..的?

我们知道,黑洞无法直接观测,所以在照片中,中央黑圈代表了黑洞及其视界局限,由围绕黑洞的发光物质形成,这个橙..发光物质叫做吸积盘,它也是黑洞构造之一。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

橙..是最强烈的辐射品级,红色没有那么强烈,黑色就是很少或基本没有辐射。也就是说在光学局限内,黑洞四周的吸积盘是白色或许橙..的构成的,也或者带有蓝色或红色。从这张由EHT拍摄的照片中我们能够知道什么?有什么意义吗?

首先,黑洞四周的时空被其壮大的引力扭曲了。此外,若是黑洞在扭转,那么黑洞暗影和吸积盘必然是纰谬称的外形,因为吸积盘是在扭转偏向上被拖动的。将视察到的图像与模拟究竟进行对照,能够获得黑洞的质量和自旋偏向,也成为南北自旋效应。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

在《天体物理杂志快报》上揭橥的六篇关于超高温实验究竟的论文中,超高温理论和模拟工作组商议了M87黑洞的质量和自旋。他们用超等较量机进行了几回模拟,考虑了广义相对论和磁流体动力学,并将观测究竟与模拟究竟进行了对照。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

这证实了M87中心的超大质量黑洞的质量是太阳质量的65亿倍。吸积盘的纰谬称外形表明黑洞的南方更接近我们,这也是人类第一次获得黑洞的自旋信息。此外这也证实了爱因斯坦的相对论,然则本次没有证实霍金的霍金辐射。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

左边是M87中心超大质量黑洞的暗影观测图像。中央是基于相对论磁流体动力学模拟的模拟图像。右边是模型与观测差别率相卷积的图像。这些模拟是理论和模拟工作组示例,使用的数据系统不是Aterui II。太空组织和列国科学家的起劲以及具体观测方式

..国度天文台NAOJ的川岛知友是理论与模拟研究工作组的成员。他斥地了一个正确而通用的相对论辐射传输代码,这个代码要用EHT模拟,并将模拟模型与观测数据进行了对照。除了上面的方式,..,还有..模拟小组还较量了一样相对论磁流体动力学和辐射传输学,同时考虑了M87黑洞四周的具体构造。川岛在昨天的发布会注释了其研究的主要性:“我们成功地获得了M87中一个扭转的超大质量黑洞的图片和自旋数据,经由超高温观测和大量的模拟。经由东亚VLBI收集的观测,我们就能竖立一个模型,既能注释EHT究竟,又能注释喷流观测究竟,从而揭示黑洞的自旋。”

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

这张图片的左上是黑洞暗影模拟,波长1.3 mm,右面的是M87的3.5 mm喷射流。考虑到广义相对论、磁场和辐射传输的影响。Aterui II会用于辐射传输较量,下面是东亚VLBI收集(波长7.0 mm)观测到的M87中心四周的图像。

国际研究小组的Kawashima的模拟是用Naoj的超等较量机“Aterui II”进行的。这项研究获得了JSPS Kakenhi Grant号JP18K13594,NINS国际科学根蒂,收集形成项目(授予号01421701)和JICFU的支撑。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

本研究行使NAOJ超等较量机ATERIII(Cray XC 50)对黑洞四周的相对论辐射传输进行模拟。ATERUI II是在NAOJMizusawa校区(岩手岛)运营的,理论上的最高机能为3.087 Pflops

还有世界列国科学家的起劲,有好多就纷歧一介绍了。若何简洁懂得观测过程?

观测黑洞并供应图像是伟大挑战,因为它们的引力如斯之大,以至于一旦穿过视界,任何物质甚至光都无法逃脱。所以如今的图像是几十年理论展望和手艺提高的究竟,同时这也是一个由200多名研究人员构成的世界科学家团队完成的不凡的成就。

回到EHT,事件地平线千里镜EHT,它实际上是一个横跨全球的射电千里镜收集。他们的综合观测能力之前已经在两个黑洞上用过了,个中一个就包罗我们银河系中心的人马座A*黑洞。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

八地合一,配合观测

观测黑洞所需要的这些数据太多了,弗成能经由互联网传输,所以团队成员必需把他们的数据带到世界各地的硬盘上。经由两年的剖析,EHT团队才行使数据整合出图像。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

经由将涣散在南极洲和欧洲的8个千里镜的究竟连系起来,Dempsey博士(最早提出生界千里镜连系观测理论的成员)和她的同事们能够制造直径9000公里的虚拟千里镜,几乎就要和地球一般大了,这就使其成为世界上最大的千里镜。不外,想要使这个全球千里镜视察同步起来又是一个伟大挑战。把持人员必需知道这些千里镜中每一台旌旗的时间,还需要正确到十亿分之一秒,如许才能够确保他们都在同时视察统一个物体。这些所在包罗夏威夷和墨西哥的火山、亚利桑那州和西班牙内华达山脉、智利阿塔卡马戈壁和南极洲等。美国宇航局的凸起进献

为了增补EHT的发现,美国宇航局的几个航天器在EHT的多波长工作组的协调下,经由分歧波长的光来视察黑洞。美国宇航局钱德拉X射线天文台、核光谱千里镜阵列(NuSTAR)和NeilGehrelsSwift天文台也到场了观测阵列。与2017年4月的EHT一般,经由分歧种类的X射线光相协调,转向M87黑洞。美国宇航局的费米伽玛射线太空千里镜也在EHT观测时代视察着M87发生的伽马射线光的转变。

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

钱德拉X射线天文台近距离视察M87星系的焦点。

固然美国宇航局的观测并没有直接拍摄到这张图像,但EHT科学家们也必需使用美国宇航局钱德拉卫星和NuSTAR卫星的数据来测量M87喷射流X射线亮度。科学家们行使这些信息来确定黑洞四周喷流和吸积盘的模型,并和EHT的观测究竟对比。全球科学家祝贺这一伟猛进步

耶鲁大学的天体物理学家Priyamvada Natarajan说:“爱因斯坦必然很愉快,霍金也必然非常愉快。这是全球科学家的第一次共同努力。”

加利福尼亚理工学院的天体物理学家Kip Thorne在一封电子邮件中写道:“看到黑洞暗影真是太棒了,毫无疑问,这的确是一个位于M87中心的黑洞,没有偏离广义相对论。”

世界第一张黑洞照片发布,你最想认识的都在这里

有名黑洞模型:卡冈图雅

纽约巴纳德学院的宇宙学家珍娜·莱文JannaLevin说:“在世是何等美妙的时刻,我们能够一路见证事业。”

哈佛大学的天体物理学家,片子制片人,汗青学家,事件视界小构成员彼得·加利森:“人们有一各种族的高级浪漫,而不光仅是收集统计证据,这是一次豪举和空前合作。”

杜尔曼博士将黑洞描述为“一个迷人、有趣的物体”,而黑洞暗影图片是宇宙艳丽的景致。

阿姆斯特丹大学的天体物理学家,事件视界小组的成员瑟拉·马尔科夫说:“今天(4月10日)发布的图像像我们展示了宇宙的狂野,黑洞必然是宇宙奇异定律的损坏者。”等等……

相关文章