宇宙|人类第一张黑洞照片公布2年后:这次不糊了!( 二 )


为进一步了解黑洞,科学家们用到了一个工具——一种名为“事件视界望远镜”(Event Horizon Telescope, EHT)的由 8 个射电望远镜(射电望远镜是指观测、研究来自天体的射电波的基本设备)形成的网络,它主要尝试观测的是事件视界 。
宇宙|人类第一张黑洞照片公布2年后:这次不糊了!
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2006 年,来自全球 30 多个研究所的科学家们联合起来,发起了给黑洞拍照的计划 。
雷锋网此前曾报道,这一计划之下,分布在各地的 8 个射电望远镜联合观测同一目标源、记录数据,从而形成一个口径等效于地球直径的虚拟望远镜,将望远镜的角分辨率提升至足以观测事件视界尺度结构的程度 。
就 EHT 的分辨能力,中国科学院有一个生动的比喻:相当于在地球上看清月面上一张信用卡所需的分辨率 。
2017 年 4 月,黑洞照片的拍摄工作完成,科学家们开始了数据处理过程 。
终于,美国东部时间 2019 年 4 月 10 日 9 时,美国华盛顿、中国上海和台北、智利圣地亚哥、比利时布鲁塞尔、丹麦灵比和日本东京同时召开新闻发布会,公开了人类获得的第一张黑洞照片 。
照片显示了一个明亮的环状结构,环状结构中央的黑色区域正是黑洞的阴影 。
为此,EHT 团队于 2019 年 9 月获得了科学突破奖基础物理奖 。
首张黑洞偏振图像发布
距离第一张黑洞照片公布,已过去近两年 。
当地时间 2021 年 3 月 24 日,3 篇来自 EHT 团队的论文发表于《天体物理杂志快报》,论文合著者均多达数百位 。
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论文主要涉及黑洞边缘的偏振特性,与有组织的极向磁场有关 。
对此,中国科学院表示:
这是天文学家第一次在如此接近黑洞边缘处测得表征磁场特征的偏振信息,该结果对解释距离地球 5500 万光年的 M87 星系如何从其核心向外传播能量巨大的喷流具有关键意义 。
其研究对象 M87 星系黑洞,是位于 M87 星系(即处女座)的一个巨大黑洞,其质量约有 30-60 亿个太阳的质量,与太阳系距离约 5000 万光年——当前,科学家们选定的主要观测目标便是 M87 星系黑洞和位于银河系中心的 Sgr A*(即人马座 A*)黑洞 。
EHT 团队通过深入研究 M87 星系黑洞的相关数据发现:M87 黑洞周围的相当一部分光是偏振的 。
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偏振(polarization)又称极化,指的是横波振动矢量(即垂直于波的传播方向)偏于某些方向的一种现象 。这种振动方向对于传播方向的不对称性,是横波区别于其他纵波的一个最明显标志 。
据上海天文台介绍:
在射电天文领域,我们接收到的大部分天体信号是偏振光 。不过,由于偏振特征会由于叠加效应被削弱,且在黑洞附近的致密区域里,光深通常也会影响偏振程度 。
上海天文台认为,EHT 能够拍摄到 M87 黑洞阴影周围的高分辨率偏振图像,主要原因在于:
EHT 的分辨本领高,能够分解开致密区域;
观测波段在短毫米波段,从而大大削弱了偏振程度所受到的影响 。
雷锋网注意到,EHT 团队成员、上海天文台副研究员江悟表示:
常规 VLBI(甚长基线干涉技术)偏振测量存在困难,EHT 得到这个偏振图像更充满了挑战 。所以在首张黑洞图像出炉后,偏振图像的面世花费了近两年 。
无疑,这一科研成果再一次加深了人类对黑洞的认知 。


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