這或許是天文觀測界一次大手筆的巨作!
天文學家們精心策劃了一項大膽的新實驗,將世界各地的碟形射電望遠鏡組合成一個地球大小的虛擬攝像機---事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope, EHT),試圖提供有史以來第一張黑洞圖像。望遠鏡合作項目將於本周4月10日公布一項重大成果!
我們知道黑洞是時空中的極端扭曲存在,它是如此的強大,它們的巨大引力甚至不會讓光線在足夠近的距離內逃逸。
那麼科學家要如何拍攝呢?
天文學家的想法是在明亮的背景下拍攝一個黑洞不透明的圓形輪廓。陰影的邊緣是視界,一個黑洞的不可返回點。這張黑洞的照片將是理解天體物理學、宇宙學和黑洞在宇宙中的作用的重要工具。
談到觀測黑洞的難度,科學家稱就像把桔子放在月球表面,從地球上觀測一樣,黑洞同樣難以被發現。
與行星和人類相比,黑洞是巨大的結構。但在我們看來,在銀河系的尺度上,似乎很大的東西,也是非常微小的。所以拍攝黑洞的視界很複雜。
這幅藝術家的印象描繪了一個被吸積盤包圍的快速旋轉的超大質量黑洞。這個由旋轉物質組成的薄圓盤由類太陽恆星的殘留物組成,類太陽恆星被黑洞的潮汐力撕裂。碰撞碎片中的震動以及吸積過程中產生的熱量導致了光的爆發,類似超新星爆炸。
「EHT的目標之一大約是我們太陽系大小的10%,」來自阿姆斯特丹大學的天體物理學家塞拉·馬科夫稱,而銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*的大小和水星的軌道差不多。據馬科夫說,銀河系比人馬座a *大約500億倍,如果一艘宇宙飛船能把天文學家從銀河系中拉出來,那麼在銀河系中數十億顆其他恆星和行星中發現這個黑洞將是相當棘手的。
為了觀測銀河系中心的超大質量黑洞和該項目的另一個目標——位於超大橢圓星系梅西耶87核心的超大質量黑洞,EHT團隊不得不把地球變成一個虛擬的望遠鏡平臺。這是因為望遠鏡的放大率受其碟形大小的限制,通過在世界各地使用一系列的儀器,研究小組正有效地將這些儀器重組,形成一個大的太空眼。
據了解,參與EHT 2017年觀測的射電望遠鏡天文臺是ALMA(智利的Atacama大毫米/亞毫米陣列;智利APEX (Atacama探路者實驗);西班牙的伊拉姆30米(毫米射電天文研究所);墨西哥的LMT(大毫米望遠鏡);亞利桑那州的亞毫米望遠鏡;夏威夷的JCMT(詹姆斯克拉克麥克斯韋望遠鏡);夏威夷的亞毫米陣列;南極望遠鏡。
愛因斯坦100%正確嗎?
亞利桑那大學的天文學家和物理學家瑟蒂斯說,在這個項目的核心,200名科學家想要回答兩個問題。第一個問題很簡單,拍攝黑洞是不是可能的。但他們問的第二個重要問題是,愛因斯坦關於黑洞行為的理論是否百分之百正確。
100年前,愛因斯坦就告訴我們,那個(黑洞)陰影的大小和形狀應該是什麼。如果我們能在那個陰影上放一把尺子,我們就能檢驗愛因斯坦的黑洞邊界理論,可惜,我們不能。
研究小組希望能建立模型,描述不同環境下的黑洞,然後將其與EHT觀測結果進行比較。
這張信息圖顯示了一個黑洞的流出物(鮮紅色)及其周圍吸積盤的模擬,以及視界陰影的三種潛在形狀的模擬圖像。研究小組製作了數百千兆字節的三維體積數據來模擬各種可能性。瑟蒂斯說,光子、等離子體、氣體和磁場都在黑洞的預測中得到了描述。
一旦他們得到了結果,研究小組就可以將黑洞陰影的圖像與gpu處理的不同場景進行比較,以便根據我們目前對物理學的理解,對黑洞的行為進行最真實的模擬。
4月10日!這一公布結果牽動著科學家們的心,這個研究結果實在太重要了,第一張黑洞的照片將毫無疑問地證明這些巨大的、強大的、難以捉摸的結構確實存在!期待!