工具准备妥当,还要选择最合适的黑洞当“模特”。这次科学家选择了位于人马座方向的银河系中心黑洞Sgr A*和近邻射电星系M87的中心黑洞M87*作为主要目标。黑洞事件视界的大小与其质量成正比,这也意味着质量越大,其事件视界越大。这两个黑洞质量都超级大,它们的事件视界在地球上看起来也是最大的,可以说是目前最优的成像候选体。 Sgr A*黑洞的质量大约相当于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。然而,地球与Sgr A*相距2.5万光年之遥。中国科学院上海天文台沈志强研究员说:“这就意味着,它巨大的视界面在我们看来,大概只有针尖那么小,就像我们站在地球上去观看一个放在月球表面的橙子。”M87*中心黑洞的质量更为巨大,达到了60亿个太阳质量。 北京时间2017年4月4日,事件视界望远镜启动拍摄,将视线投向了宇宙。最后的观测结束于美国东部时间4月11日。在观测结束之后,各个站点收集的数据被汇集到两个数据中心,超级计算机通过回放硬盘记录的数据,在补偿无线电波抵达不同望远镜的时间差后将所有数据集成并进行校准分析,从而产生一个黑洞高分辨率影像。此后,经过长达两年的“冲洗”,首张黑洞照片方得问世。 中国贡献智慧 黑洞观测未来还有更多精彩 在这场漫漫探索中,我国科学家作出了重要贡献。不少科学家长期关注高分辨率黑洞观测和黑洞物理的理论与数值模拟研究。在2017年EHT全球联合观测期间,上海65米天马望远镜和新疆南山25米射电望远镜,共同参与了密集的毫米波VLBI协同观测,为最终的M87黑洞成像提供了总流量的限制。 “现代科学的探索越来越依赖国际合作。现代物理学中很多前沿的实验和观测研究都是对人类技术能力的挑战,也越来越需要更多的投入。近年来物理学中的几个非常重要的发现都是国际合作与努力的结果。”朱涛说,随着中国经济社会和创新力量不断发展,中国参与国际合作的广度和深度不断加大,在吸收世界创新养分的同时,也不断贡献中国智慧。 参与此次EHT观测的科学家都表示,对M87*黑洞的顺利成像绝不是EHT的终点站:一方面,对于M87*的观测结果分析还能更加深入,从而获得黑洞周围的磁场性质,对理解黑洞周围的物质吸积及喷流形成至关重要。另一方面,银河系中心黑洞Sgr A*的照片也将出炉。EHT项目本身还将继续“升级”,还会有更多的观测台站加入EHT,灵敏度和数据质量都将提升。 |