10日,中国科学院上海天文台举行新闻发布会,发布人类史上首张黑洞照片新华社发
参与『事件视界望远镜』项目的一个射电望远镜阵列新华社发
4月10日,人类终于看见黑洞真容!
经过10多年准备,四大洲8个观测点组成虚拟望远镜网络——一个如同地球直径大小的事件视界望远镜(EHT),在集齐所有观测数据并深度分析后,让黑洞终于拥有了一张“正面照”。
多年来,一些间接证据陆续证实黑洞的存在。就在4年前,两个黑洞合并产生的引力波信号被科学家“捕捉”到,成为科学界的一个里程碑事件,人类开始“听”到黑洞。
这一次,人类终于眼见为实。
此次露出真容的黑洞,位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环!
“观测结果与理论预言非常一致,这证实在黑洞这样的极端条件下,广义相对论仍然成立。”中国科学院上海天文台台长沈志强说,先辈科学家为我们这个世界搭建的理论模型,再次经受住考验。
给黑洞拍照的难点,在参与此次大科学计划的专家眼中,可以用三个字来形容:“小”“暗”“扰”——细节太小,信号太暗,干扰太多。
黑洞如此遥远,寻找它如同从地球观察月球上的一个橘子,需要的望远镜口径超乎想象。况且,这个望远镜还要足够灵敏,才能“看”得清极其微小的细节。
这是一个难以想象的大科学计划:用分布全球的8个观测点,组成一个口径如地球直径大小的虚拟望远镜。
要顺利拍照,不仅要“看”得远,还要选对频道。“对黑洞成像而言,最佳的波段进行观测至关重要,这个波段就在1毫米附近,成像的分辨率相当于能在黑龙江漠河阅读南沙群岛上的一张报纸。”上海天文台研究员路如森说。
拍照难,洗照也不易。望远镜记录下的海量数据,需要进行复杂的后期处理和分析,才能获取最终的黑洞图像。
以2017年4月的观测为例,每个台站的数据率达到惊人的32GB/秒,8个台站在5天观测期间共记录约3500TB的数据。专家表示,如果是像看电影一样不间断地看,这些数据至少需要500多年才能看完。
该国际合作项目负责人、哈佛大学教授谢泼德·多尔曼表示,十多年来,正是技术的突破、新望远镜的建成,最终使人类能够“看到”黑洞。(新华社)
黑洞照片出炉背后
中国科学家深度参与
从首张月背照片到首张黑洞照片,人类观测宇宙的新窗口正在不断打开。在探索宇宙奥秘的征程中,中国也不断贡献着智慧。
中国科学家全程参与了给黑洞拍照这项国际合作,在早期推动这一项国际合作、望远镜观测时间申请、夏威夷望远镜观测运行、后期数据处理和理论分析等方面均做出了贡献。
羊城晚报记者从上海天文台了解到,中国科学院天文大科学中心是EHT的合作机构,由国家天文台、紫金山天文台和上海天文台共同构成。上海天文台台牵头组织协调国内学者,通过天文大科学中心作为合作机构,参与此次EHT项目合作。
此次参与EHT观测的JCMT望远镜,目前由中科院天文大科学中心参与的EHT合作机构负责运营。位于中国内地的射电望远镜未参与正式的观测,但在2017年3月到5月的前期全球联合观测中,上海65米天马望远镜和新疆南山25米射电望远镜作为东亚VLBI网成员,共同参与了密集的毫米波VLBI协同观测,为最终的黑洞成像提供了总流量的限制。
中科院上海天文台台长沈志强介绍说,虽然早在两年前就观测(拍摄)完成,将照片“洗出来”却花了两年时间。这是因为,虚拟的大望远镜阵列并非直接拍出黑洞的图像,而是给出了许多数据,科学家们必须进行复杂的计算机处理过程,对于其中缺失或模糊的部分,还需要科学家们进行拼图。在2017年4月的联合观测后,研究团队还另外进行了数据收集和校准的工作。中国其他科研机构的多名研究人员也以不同形式参与了后期数据的分析和解读。
天体物理博士、上海天文台副研究员左文文接受记者采访时说:“在EHT项目合作方面,中国科学家参与了推动EHT项目的国际合作,我们也参与了望远镜的数据分析、处理和文章撰写。”
羊城晚报记者 何晶
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