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人类首张黑洞照片揭开面纱 黑洞照片是怎么拍摄的?

海峡网 来源:科技大咖网(www.kejidaka.cn)    时间:2019-04-11 15:07

那该怎么办?

聪明的天文学家们想到了一个好办法——搞强强联合。

把地球上现有的一些望远镜“组合”起来,就能够形成一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜,其所达到的灵敏度和分辨本领都是前所未有的。

于是,全球超过200名科学家达成了“事件视界望远镜”(EHT)这一重大国际合作计划,决定利用甚长基线干涉测量技术。

沈志强说:“就是利用多个位于不同地方的望远镜在同一时间进行联合观测,最后将数据进行相关性分析之后合并,这一技术在射电波段已相当成熟。”

最终,科学家们选定了来自全球多地的包括南极望远镜等8个亚毫米射电望远镜。

路如森说:“它们多数都是单一望远镜,比如夏威夷的JCMT和南极望远镜。也有望远镜阵列,比如ALMA望远镜是由70多个小望远镜构成。”

选定目标

在组建大型虚拟望远镜的同时,科学家们也在寻找着合适的拍摄目标。

黑洞剪影和周围环绕的新月般光环是非常非常小的。在拍照设备能力有限的情况下,要想拍摄到黑洞照片,必须找到一个看起来角直径足够大的黑洞作为目标。

科学家们甄选了一圈之后,决定将近邻的两个黑洞作为主要目标:一个是位于人马座方向的银河系中心黑洞Sgr A*,另一个则是位于射电星系M87的中心黑洞M87*。

沈志强说:“由于黑洞事件视界的大小与其质量成正比,这也意味着质量越大,其事件视界越大。我们选定的这两个黑洞质量都超级大,它们的事件视界在地球上看起来也是最大的,可以说是目前最优的成像候选体。”

尽管如此被选择的两个黑洞已是最优成像候选体,但要清晰为它拍照,难度还是极其大。

Sgr A*黑洞的质量大约相当于400万个太阳,所对应的视界面尺寸约为2400万公里,相当于17个太阳的大小。然而,地球与Sgr A*相距2万5千光年(约24亿亿公里)之遥。

沈志强说:“这就意味着,它巨大的视界面在我们看来,大概只有针尖那么小,就像我们站在地球上去观看一枚放在月球表面的橙子。”

M87中心黑洞的质量更为巨大,达到了60亿个太阳质量。

尽管M87中心黑洞与地球的距离要比Sgr A*与地球之间的距离更远,但因质量庞大,所以它的事件视界对科学家们而言,可能跟Sgr A*大小差不多,甚至还要稍微大那么一点儿。

调试相机

要想看清楚两个黑洞事件视界的细节,事件视界望远镜的空间分辨率要达到足够高才行。

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