第二張黑洞照片“洗”出來了

一個致力于拍攝黑洞的國際合作組織在2017年完成拍攝后,分別于2019年和2022年公布了兩個不同黑洞的照片,為什么第二張照片的獲取會延后三年之久呢?

(本文首發于2022年6月2日《南方周末》)

責任編輯:朱力遠

人類拍攝的首張黑洞照片。 (EHT/圖)


黑洞是宇宙中具有極端物理條件的神秘天體,數十年來是天體物理學研究中的中心課題之一。雖然黑洞不可見,但天體物理學家有越來越多的證據證明黑洞真實存在。他們還在努力嘗試給黑洞“拍照”,希望真正做到“眼見為實”。

北京時間2022年5月12日晚21點,事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,EHT)合作組織在中國上海和臺北、日本東京、美國華盛頓、智利圣地亞哥、墨西哥墨西哥城和德國加興同時召開新聞發布會,發布事件視界望遠鏡拍攝到的銀河系中心超大質量黑洞人馬座A*(Sagittarius A*,簡寫為Sgr A*)的首張照片,這是這個黑洞真實存在的首個直接視覺證據。

該組織曾于2019年4月10日發布人類拍攝的首張黑洞照片即黑洞M87*的照片,此次是第二次發布黑洞照片。兩個黑洞均具代表性,兩張黑洞照片的問世對于天體物理學家更加全面地了解黑洞的物理性質、星系的形成和演化等問題具有重要意義。

特別的望遠鏡

與我們通常熟悉的望遠鏡不同,拍攝黑洞照片的事件視界望遠鏡實際上并非某臺特定的望遠鏡或者某個特定的望遠鏡陣列,而是一個虛擬的射電望遠鏡網絡。望遠鏡的名字“事件視界”來自黑洞物理學,指的是光線也無法逃脫的黑洞邊界。

這個望遠鏡網絡以位于星系中心的超大質量黑洞為觀測目標,利用甚長基線干涉技術(VLBI),聯合位于世界多地的射電望遠鏡,形成口徑等效于地球直徑的虛擬望遠鏡,從而將望遠鏡的角分辨率提升到足以觀測事件視界尺度結構的水平。除了拍攝黑洞外,事件視界望遠鏡的主要科學目標還包括在此基礎上檢驗廣義相對論以及理解黑洞吸積盤和噴流的機制等。

2006年是事件視界望遠鏡元年,研究人員將兩個黑洞確定為觀測目標,也就是在2019年和2022年先后發布照片的兩個黑洞M87*和Sgr A*。這兩個黑洞各具特點:超大質量黑洞M87*位于距離地球5500萬光年的室女座橢圓星系M87中,它的質量大約相當于太陽質量的65億倍,發出長度達到5000光年的由帶電亞原子粒子形成的快速、明亮的噴流;位于銀河系中心的黑洞Sgr A*的質量估

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網絡編輯:李木子

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