PDF《摄猎””黑洞的八大天问》

450 万倍 的太阳质量,距离地球 2.6 万光年;

另外一个是位于 M87 星系中心的黑洞,其质量为

65 亿倍的太阳质 量,距离地球5300万光年. 黑洞半径通常以史瓦西半径来描述,与黑洞质量 成唯一正比关系,如果我们将视界大小定义为黑洞直 径和黑洞距离的比值,那么我们可以知道,银河系中 心黑洞的视界大小约为 M87 中心黑洞视界大小的 1.4 倍.这是我们知道的最大的两个黑洞, 而那些质量只 有几十个太阳质量的恒星级黑洞, 尽管距离相对比较 近, 但是因为其质量过小等因素,更难被望远镜捕捉. M87 中心黑洞附近气体活动比较剧烈,我们之前 已经观测到了它所产生的强烈喷流,相较之下,银河 系黑洞的活动不那么剧烈. 另外一个很重要的原因是,太阳系处在银河系的 银盘上,在我们试图利用视界望远镜探测来自于黑洞 周围的辐射或光子的时候,这些光子会受到传播路径 上星际气体的影响――气体会散射这些光子,将观测 结果模糊化. M87 是一个包含气体很少的椭圆星系,受到的气 体干扰相对少很多,科学家们可以比较顺利地进行观 测.我们在大气层之内观测天体时也会有类似情况, 因为大气扰动的缘故,望远镜的分辨率有时很难达到 理想状况.消除星际气体散射的效应是科学家接下来 需要克服的一个重要难题. ①这张值得全世界六地同时兴师动众发布的照片, 究竟是怎么拍出来的? ②电影 《星际穿越》 中的 卡冈图雅 黑洞有着深不见底的黑色中心与立体清 晰的气体圆环,此次发布的照片里的M87为何模糊许多? ③视界望远镜2017年开始拍摄, 近日才发布成果, 为什么这张 简单 且 模糊 的 照片 冲洗 了两年之久? 首先,望远镜观测到的数据量非常庞大.2017 年,望远镜的数据量达到了 10PB (10240TB) ,2018 年又增 加了格陵兰岛望远镜,数据量继续增加.庞大的数据量使处理的难度不断加大. 其次,在数据处理的过程当中,科学家也遭遇了不少技术难题――黑洞附近的气体处于一种极端环境当 中,其运动有着非常多的不确定性――为了解决这些问题,科学家们还专门开发了特定的程序和工具. 再次,为了保证结果的准确性,在最终数据处理的时候,严谨的科学家们在两个不同的地方分别处理、分 别验证.全世界范围内设立了两个数据中心,一个是位于美国的麻省理工学院,另外一个是位于德国的马普射 电所.二者彼此独立地处理数据,也彼此验证和校对,保证了最终结果准确可靠. ⑥本次拍摄所用的 黑洞照相馆 可以给所有黑洞拍照片吗? ④黑洞研究历时已久,4年前引力波已经让我们 听 到了来自黑洞合并的声 音,为什么直到今天我们才 看 到黑洞的照片? ⑤如此大费周章, 除了满足人们 眼见为实 的心愿, 黑洞照片对于验证相对 论、 揭秘星系演化有何意义? ⑦既然银河系中心的超大质量黑洞这么大、距离这么近,为什么这一次只发 布了更为遥远的M87的照片,而没有银河系中心黑洞的照片呢? ⑧中国科学家在 黑洞照相馆 中发挥了什么作用? 本文由中科院中国科 普博览微信公号与本版共 同推出.作者为 《黑洞来 客》 团队成员,其中苟利 军为中科院国家天文台研 究员、国家天文台恒星级 黑洞爆发现象研究创新团 组负责人. 黑洞艺术想 象图.(中 国科学院上海天文台 供图) 事件视界望远镜由位于四大洲的数个射电望远镜组成,图中的黄色线条为连接这些望远镜的基线,由此构成了一架和地球大小相当的望远镜.(来自事件视界望远镜项目组)对本次拍摄黑洞作出重要贡献的南极SPT 望远镜.(来自百度网) ........