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白嫩少妇激情旡码系列 六个问题看懂星河系中心黑洞首张相片,畴昔何如拍黑洞“电影”?

发布日期:2022-05-14 13:42    点击次数:76


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千里镜何如给黑洞拍相片?星河系中心黑洞相片长什么样? 白嫩少妇激情旡码系列

5月12日晚,事件视界千里镜(EHT)技俩和中国科学院上海天文台公布了星河系中心超大质料黑洞Sgr A*的首张相片。这是EHT互助组织继2019年发布人类第一张黑洞相片(M87*相片)之后的又一紧要禁闭。

科学家之前已观察到繁密的恒星围绕着星河系中心一个不可见的、轮廓的且质料极大的天体畅通。这是非默示着这个被称作人马座A*(Sgr A*)的天体是一个黑洞,它的质料是太阳质料的400万倍,距离咱们约2.7万光年。这次发布的相片则提供了首个径直的视觉字据。

两个不同大小黑洞的相片为科学家的对照征询提供了要求。他们仍是运行用新的数据检修超大质料黑洞周围气体行为的关联表面和模子。目下这个流程尚乌有足宗旨,但被以为对星系的形成和演化起了要津作用。

星河系中心黑洞的首张相片。EHT互助组织供图

问题1

什么是超大质料黑洞?

黑洞是一种本身不发光的秘要天体。任何物资,包括光也无法从它身边逃离。黑洞是咱们所知的其大小与质料成正比的唯独天体,两个直径收支一千倍的黑洞,它们的质料也收支一千倍。

果然统共的星系中心都存在黑洞,它们不错成长为数百万或者数十亿倍的太阳质料。根据质料的不同,黑洞一般分为恒星级黑洞(100倍太阳质料以下)、中等质料黑洞(100倍-百万倍太阳质料)和超大质料黑洞(百万倍太阳质料以上)。

上海天文台征询员路如森先容,按照现在的了解,目下星河系中惟有一个超大质料黑洞,星河系中的大部分黑洞都是恒星级黑洞。

问题2

“事件视界千里镜”何如给黑洞拍相片?白嫩少妇激情旡码系列

黑洞果然统共质料都鸠合在最中心的“奇点”处,并在周围形成一个强盛的引力场,在一定领域之内,连光泽都无法逃走。光泽不成逃走的临界领域被称为黑洞的半径或“事件视界”,也叫“视界面”。

星河系中心黑洞距离地球约2.7万光年,它的大小看上去与从地球上看38万千米远月亮上的甜甜圈大小差未几。为了给黑洞拍相片,征询团队创建了观察利器——事件视界千里镜EHT。

“事件视界千里镜”是宇宙上第一个能捕捉黑洞图像的履行开拓。2017年4月,EHT对Sgr A*开展了多个晚上的观察,每次联结网罗了好几个小时的数据,就如同相机的万古候曝光。

落向黑洞的气体会环绕黑洞畅通,黑洞强盛的引力让它们看起来像包裹着黑洞,导致黑洞视界犹如一个剪影呈现在公众眼前,其大小和神气仍是被爱因斯坦的表面所料想。

在波长约1毫米的无线电波下,畅通的气体显得最为亮堂,一个“贪嘴”的黑洞就这样“自大马脚”。无线电波天然很弱,但不错不被违犯地从星系中心传递到地球上射电千里镜的眼中。

可是,要想看到这种光波,必须建造一座和地球雷同大的射电千里镜。事件视界千里镜是由散播在全球6地的8个射电千里镜构成的造谣千里镜。每个千里镜都会记载来自黑洞隔邻的无线电波,随后科学家将这些数据组合起来,形成超大质料黑洞视界的图像。

目下,人们手中最精确的每一亿年只会慢一秒的原子钟被用来完成这一任务。观察时期所记载的数据量广宽到不可能通过互联网传输,只可将数据存储在硬盘上,再整箱运回中央主机进行贬责。参预的千里镜越多,且两台千里镜越远,图像越宗旨。

参与2017年EHT观察的8个千里镜永别是ALMA(阿卡塔玛大型毫米亚毫米阵列)、APEX(阿塔卡马探路者履行千里镜)、IRAM 30米千里镜、JCMT(詹姆斯·克拉克·麦克斯韦千里镜)、LMT(大型毫米波千里镜)、SMA(亚毫米波阵列)、SMT(亚毫米波千里镜)、SPT(南极千里镜)。这些年来,EHT又有新的千里镜加入,包括GLT(格陵兰千里镜)、NOEMA(朔方膨胀毫米阵列)和基特峰12米千里镜。

问题3

星河系中心黑洞有什么特征?

要保证散播在全球各地的8个千里镜都能看到这两个黑洞,观察窗口期相等倏得,每年惟有浅显10天,2017年惟有4月5日到4月14日恰当。

2017年观察的主若是两个超大质料黑洞,一是星河系中心黑洞Sgr A*白嫩少妇激情旡码系列,二是位于星系M87中的黑洞。之是以选用这两个黑洞行为观察指标,是因为它们的视界面在地球上看起来比较大。

Sgr A*的发现归功于两位天体裁家Bruce Balick和Robert L.Brown,他们在1974年发表了一篇论文,描摹了位于星河系中心的一个亮堂的射电源。Sgr A*黑洞的质料浅显尽头于400万个太阳,所对应的视界面尺寸约为2400万公里,尽头于17个太阳直径大小。

问题4

为何星河系中心黑洞成像用了这样万古候?

Sgr A*和M87*同为2017年4月观察,M87*相片仍是于2019年4月发布。据悉,尽管Sgr A*离地球更近,这项遵守的得来却比M87*用功。

来自斯图尔德天文台、亚利桑那大学天文系和数据科学所的EHT科学家Chi-kwan Chan证据道:“黑洞周围的气体均以果然接近光速绕着Sgr A*和M87*高速旋转。气体绕转M87*一周需要几天到数周时候,但关于相对小许多的Sgr A*来说,几分钟内气体即可绕转一周。这意味着在EHT观察Sgr A*之时,无码人妻精品一区二区三该超大质料黑洞周围绕转气体的亮度和图案也在时刻快速变化着。这有点像给一只正在追赶我方尾巴的小狗拍张宗旨相片。”为此,征询人员开发新的复杂的器具来酌量围绕Sgr A*的气体畅通。

“打个譬如,咱们平庸糊口中给静态的物体拍照很安适,给快速畅通的物体拍照就磨炼技艺和水平。”上海天文台副征询员江悟例如说,给Sgr A*拍照的配景仿佛是未艾方兴的天气,时刻在变化,M87*的配景则是风轻云淡,拍出来的相片很相似。因此,Sgr A*的黑洞相片是征询团队索要出的不同相片平均后的效果。

除了开发复杂的器具来克服Sgr A*成像面对的挑战外,征询团队还花了五年时候,用超等辩论机合成和分析数据,编纂了前所未有的黑洞模拟数据库与观察戒指进行严格比对。

问题5

星河系中心黑洞相片长什么样?

黑洞不发光,是以人们看不见黑洞本身,但绕转的发光气体给出了其存在的信号:一个被亮环状结构围绕的暗弱中心区域(暗影)。相片上显现出的(射电)光都是由黑洞的强盛引力波折所致。

江悟证别传,最终相片是通过将数千张使用不同辩论步调得到的图像平均起来生成的,其保留了统共不同图像中更常见的特征,扼制了不常见的特征。“数千张不同图像的逼近根据它们相似的特征分红四个子集,其中三个子鸠合每个都罕有千张相片,其图像都呈环状结构,仅仅环状周围的亮度散播不同。第四个子集惟罕有百张相片,包含的图像看上去不像个环。”

是以,最终平均得来的相片是一个较着的环状结构,中心是有暗弱的暗影。这也印证了爱因斯坦广义相对论的预言。

星河系中心的黑洞比M87*直径小了1500多倍,也轻了1500多倍,但两个黑洞看起来格皮毛似。“它们来自两种不同类型的星系,且具有极不疏通的黑洞质料,但当咱们聚焦在这些黑洞的角落时,它们看起来神奇的相似。”来自阿姆斯特丹大学的表面天体物理学家、EHT科学委员会连合主席Sera Markoff汲引说,“这告诉咱们,逼近黑洞的物体填塞受广义相对论诈欺,咱们在远方看到的不同气候是由黑洞周围物资的互异酿成的”。

问题6

相片有何趣味?畴昔EHT观察有哪些后续辩论?

目下,科学家仍是运行用新的数据来检修超大质料黑洞周围气体行为的关联表面和模子。“咱们已有了两个质料收支1500倍以上的黑洞的相片,比拟曩昔,咱们将不错进一步更潜入地检修顶点环境下的引力”。来自天文与天体物理征询所的EHT科学家Keiichi Asada表露。

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上海天文台台长沈志强先容,本年3月份,EHT刚完成了有更多千里镜参与的连合观察。目下,海外团队仍是运行辩论股东下一代视界千里镜技俩ngEHT,但愿通过更多天线台站的加入,提高目下EHT的阵列性能,赢得更宗旨的超大质料黑洞的相片。

除了静态相片,畴昔ngEHT还预期拍摄黑洞的动态电影。他说,这种电影并非群众在影院中所看的电影,目下黑洞每一帧画面都有很大的变化,科学家但愿大约把它们联结拍摄下来,形成高质料的图像动画。

“咱们正在辩论成就中国的亚毫米波VLBI千里镜,以期参与到对Sgr A*的24小时不终止的努力观察中。”沈志强说。

新京报记者 张璐

裁剪 白爽 校对 赵琳白嫩少妇激情旡码系列

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