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纯干货:看完黑洞热闹,这些知识点知道了吗?
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2019-04-12 | 查看:        作者:
简介: 4月10 日,由事件视界望远镜捕获的人类首张黑洞照片公布,这一重大科学事件也引发了全社会的高度关注。那么,围观了黑洞的“盛世侧颜”后,这些知识点你知道了吗?  干货1:黑洞无法被“看见”,怎么知道它的存在?   黑洞自身不发射和反射电磁波,所以仪器和肉眼都无法直接观测到它,天文学家们主要通过各种间接证据去 确认它的存在。  一是恒星、气体的运动会透露黑洞的踪迹。黑洞有强引力,对周围的恒星、气体会产生...

 4月10 日,由事件视界望远镜捕获的人类首张黑洞照片公布,这一重大科学事件也引发了全社会的高度关注。那么,围观了黑洞的“盛世侧颜”后,这些知识点你知道了吗?
  干货1:黑洞无法被“看见”,怎么知道它的存在?
  黑洞自身不发射和反射电磁波,所以仪器和肉眼都无法直接观测到它,天文学家们主要通过各种间接证据去 确认它的存在。
  一是恒星、气体的运动会透露黑洞的踪迹。黑洞有强引力,对周围的恒星、气体会产生影响,可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在。二是根据黑洞吸积物质,也就是“吃东西”时发出的光来判断黑洞的存在。三是通过看到黑洞成长的过程“看”见黑洞。
  干货2:什么样的黑洞最适合拍照?
  黑洞阴影和周围环绕的新月般光环非常小,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。
  科学家们甄选之后,选择了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*。
  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,其与地球相距2.5万光年之遥。M87中心黑洞的质量约为太阳的65亿倍,距离地球5500万光年,虽然M87中心黑洞与地球的距离比Sgr A*与地球之间的距离更远,但因其质量庞大,所以照片“主角”最终选择了M87中心的超大质量黑洞。
  干货3:如何给黑洞拍照?
  其实,给黑洞拍照并非直接拍出黑洞的图像,而是给出了许多数据,然后经过复杂的计算机处理过程,拼出图像。同时,有些缺失或模糊的部分,需要拼图。
  干货4:给黑洞拍照的望远镜有哪些?
  在过去10多年时间里,美国麻省理工学院的科学家们联合了全球多地的8台天文望远镜同时对黑洞展开观测,这8台望远镜就形成了一个有效口径等于地球直径的虚拟大望远镜,即事件视界望远镜。
  8台天文望远镜分别是南极望远镜、智利的阿塔卡马大型毫米波阵、智利的阿塔卡马探路者实验望远镜、墨西哥的大型毫米波望远镜、美国亚利桑那州的亚毫米波望远镜、夏威夷的麦克斯韦望远镜、夏威夷的亚毫米波望远镜、西班牙的毫米波望远镜。
  2017年4月,这8台天文望远镜对两个黑洞目标进行联合观测。从2018年起,又有格陵兰岛望远镜、位于法国的IRAM NOEMA天文台和位于美国的基特峰国立天文台加入后续的研究和校准工作。
  干货5:为什么黑洞照片要“冲洗”2年?
  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。这是什么概念呢?如果不间断地看电影,这些数据至少需要500多年才能看完。
  干货6:我国科学家参与程度如何?
  我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。

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