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黑洞照片是怎么拍攝的?黑洞照片拍攝詳細(xì)流程

2019-04-11 14:59:26來源:四海網(wǎng)綜合

  那該怎么辦?

  聰明的天文學(xué)家們想到了一個好辦法——搞強強聯(lián)合。

  把地球上現(xiàn)有的一些望遠(yuǎn)鏡“組合”起來,就能夠形成一個口徑如地球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡,其所達(dá)到的靈敏度和分辨本領(lǐng)都是前所未有的。

  于是,全球超過200名科學(xué)家達(dá)成了“事件視界望遠(yuǎn)鏡”(EHT)這一重大國際合作計劃,決定利用甚長基線干涉測量技術(shù)。

  沈志強說:“就是利用多個位于不同地方的望遠(yuǎn)鏡在同一時間進(jìn)行聯(lián)合觀測,最后將數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析之后合并,這一技術(shù)在射電波段已相當(dāng)成熟。”

  最終,科學(xué)家們選定了來自全球多地的包括南極望遠(yuǎn)鏡等8個亞毫米射電望遠(yuǎn)鏡。

  路如森說:“它們多數(shù)都是單一望遠(yuǎn)鏡,比如夏威夷的JCMT和南極望遠(yuǎn)鏡。也有望遠(yuǎn)鏡陣列,比如ALMA望遠(yuǎn)鏡是由70多個小望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成。”

  選定目標(biāo)

  在組建大型虛擬望遠(yuǎn)鏡的同時,科學(xué)家們也在尋找著合適的拍攝目標(biāo)。

  黑洞剪影和周圍環(huán)繞的新月般光環(huán)是非常非常小的。在拍照設(shè)備能力有限的情況下,要想拍攝到黑洞照片,必須找到一個看起來角直徑足夠大的黑洞作為目標(biāo)。

  科學(xué)家們甄選了一圈之后,決定將近鄰的兩個黑洞作為主要目標(biāo):一個是位于人馬座方向的銀河系中心黑洞Sgr A*,另一個則是位于射電星系M87的中心黑洞M87*。

  沈志強說:“由于黑洞事件視界的大小與其質(zhì)量成正比,這也意味著質(zhì)量越大,其事件視界越大。我們選定的這兩個黑洞質(zhì)量都超級大,它們的事件視界在地球上看起來也是最大的,可以說是目前最優(yōu)的成像候選體。”

  盡管如此被選擇的兩個黑洞已是最優(yōu)成像候選體,但要清晰為它拍照,難度還是極其大。

  Sgr A*黑洞的質(zhì)量大約相當(dāng)于400萬個太陽,所對應(yīng)的視界面尺寸約為2400萬公里,相當(dāng)于17個太陽的大小。然而,地球與Sgr A*相距2萬5千光年(約24億億公里)之遙。

  沈志強說:“這就意味著,它巨大的視界面在我們看來,大概只有針尖那么小,就像我們站在地球上去觀看一枚放在月球表面的橙子。”

  M87中心黑洞的質(zhì)量更為巨大,達(dá)到了60億個太陽質(zhì)量。

  盡管M87中心黑洞與地球的距離要比Sgr A*與地球之間的距離更遠(yuǎn),但因質(zhì)量龐大,所以它的事件視界對科學(xué)家們而言,可能跟Sgr A*大小差不多,甚至還要稍微大那么一點兒。

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