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    纯干货:看完黑洞热闹,这些知识点知道了吗?

    2019-04-12 08:25  来源: 新华网

    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?

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    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?#26143;?#24341;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“?#36828;?#35199;”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。

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    干货2:什么样的黑洞最适合拍照?

    黑洞阴影和周围环?#39057;?#26032;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?#38393;柿看?#32422;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?#38393;?#37327;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。

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    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。

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    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。

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    干货5:为什么黑洞照片要“冲洗”2年?

    望远?#23548;?#24405;下的海量数据,需要进行复杂的后期处理和分析,?#25293;?#33719;取最终的黑洞图像。

    以2017年4月的观测为例,每个台?#38236;?#25968;据率达到惊人的32GB/秒,8个台站在5天观测期间?#24067;?#24405;约3500TB的数据。这是什么?#25293;?#21602;?如果不间断地看电影,这些数据至少需要500多年?#25293;?#30475;完。

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    干货6?#20309;?#22269;科学?#20063;?#19982;程?#28909;?#20309;?

    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?#23567;?#21518;期数据处理和理论分析?#30830;?#38754;均做出了贡?#20303;?/p>

    本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

    作者: 钟艳平   [责任编辑: 李浩]

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