黑洞黑洞，又吸又吐！人类史上首张黑洞喷流“全景照”，历时五年，终于拍到了…

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2023-04-28 15:04

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这两天，全世界的媒体争相转载着一张来自中国科研团队发布的照片：

漆黑的背景下，一团巨大的亮斑，周围环绕着一团火焰般的物体…

这个看起来像发光水母一样的物体，其实是M87星系中心大黑洞，它完整呈现了黑洞的阴影和它发出的强大喷流。

这，是人类有史以来的第一张黑洞“全景”照！

或许一些朋友还有印象，2019年，我们曾讲过M87星系中心大黑洞的照片，那是科学家用望远镜拍到的史上第一张关于黑洞的真实图像。

当时，中外媒体都戏称：

这张划时代的图片，让我们了解到黑洞中心“原来长得像甜甜圈”！

而今天，我们得到的黑洞“全景”图片，正是继“甜甜圈”照后，对黑洞形象的进一步补完。

这张“全景照”，比第一张黑洞照动用了多一倍的观测资源，后期工作更是耗费了整整五年…

这张照片的由来，依然要从拍摄M87中心黑洞的初衷说起。

首先，什么是黑洞呢？通俗的解释就是：

如果大量物质密集集中到一点，会变成一个“可怕”的天体，这个天体宛如一个深渊巨口，拥有无比强大的引力，在引力的中心范围，连光都逃脱不了。

早在1916年，爱因斯坦就在广义相对论里预言了黑洞的存在。

之后的多名科学家也都在数学方程里推导出了它的存在，但因为当时的科技有限，人们无法看到黑洞长什么模样。

只能通过数学模型，推测出它的大致形象：

一个光子笼罩的球体，带着一圈环状的吸积盘的样子……

2017年，包括中国在内的世界六大天文研究团队，决定合作拍摄M87星系中心黑洞的照片。

拍摄M87中心的黑洞，为啥需要这么多国家呢？

因为M87中心黑洞距离地球5300万光年，这个距离过于遥远，且黑洞的范围尺寸也太小，地球上没有任何一台单个望远镜的分辨率能高到看清它的全貌。

于是乎，科学家们绞尽脑汁，想出了一个巧妙的办法：

一个望远镜分辨率不够，就利用地球上多个不同地方的望远镜，在同一时间进行联合观测，最后将数据进行相关分析后合并！

就这样，六大团队联合了全球30多个国家一起合作，动用了8台望远镜，构筑了一个相当于地球直径那么大口径的虚拟望远镜——“事件视界望远镜”（Event Horizon Telescope，EHT），之后启动观测。

8台望远镜在特定的几天内集中观测，又经过了几年的后期处理和验证。

最终在两年后的2019年，出炉了史上第一张黑洞照片——M87星系中心黑洞照！

也就是媒体口中那张知名的“甜甜圈”。

有了黑洞首照合作的成功先例，几大团队决定更进一步，再来一次大的行动。

2018年，由中国科学院上海天文台的团队牵头，各国团队决定再次调动全球更多的望远镜，拍摄更大范围的黑洞的“全景照”。

这个“全景照”不仅包括黑洞中心的“甜甜圈”的部分，还包括从黑洞中心延伸出来的，疯狂旋转射出的一股巨大的“喷流”！

我们前面讲过，黑洞有强大无比的吸力，在一定范围内连光线也无法逃脱。

但是黑洞还有另一个特征，那就是中心会射出接近光速的粒子束。

通过哈勃望远镜拍到的照片，我们可以清晰地看到M87星系中心黑洞射出的巨大喷流。

而这一次拍摄，各国团队一口气动用了16台望远镜，不仅数量是上一次的两倍，还加入了智利的“巨无霸”望远镜，阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜（ALMA）。

有了更多的望远镜和更强大的设备，可观测的范围也比之前大了许多。

最终，在2018年4月14日至15日这两天，16台望远镜先后启动，完成了这项庞大的全球观测工程。

初期拍摄获得的数据就令各国科学家们异常惊喜。

之后便是漫长的后期工作，为了得到这张黑洞全景照，各大团队分析，验证和合并数据，又忙活了整整五年。

不久前，这个由中国科学院上海天文台领衔的庞大项目终于完结。

珍贵的照片终于出炉！

首先是升级版的黑洞中心照片，因为进一步的精确观测，“甜甜圈”照片得到了精修，人们可以看到黑洞中心更高清的照片。

2019年的M87黑洞中心照

2023年M87黑洞中心照

之后发布的便是黑洞的全景照片，中心部位的阴影和巨大喷流，都全部呈现了出来。

科学家们还用了一幅图，顺次描绘了黑洞所在位置逐步放大后呈现的画面。

从A到F，篮箭头所指部分逐图放大，“甜甜圈”是图中的F，全景图是D。

从动图直观看是这个样子…

而本次观测的成果也写成了论文，发表在了《自然》杂志上。

这个项目的多名学者都表示，类似的合作观测没有中止，他们还将继续推进更广的工程，实施更宏大的观测计划。

数个团队，几十个国家，上百位学者，16台望远镜，全人类研究结构精诚团结，历时五年拍到了黑洞的全景照。

事实证明，多合作，少对抗，团结起来的人类，永远能创造前所未有的科学奇迹～

Ref：

https://www.reuters.com/technology/space/new-image-reveals-violent-events-near-supermassive-black-hole-2023-04-26/

https://www.nytimes.com/2023/04/26/science/astronomy-black-hole-m87.html

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05843-w

https://www.space.com/black-hole-jet-first-direct-image-m87

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来源: qq

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