黑洞的第一个图像在这里

这是第一张围绕着遥远黑洞的视界图像。(图片:美国国家科学基金会)

在Messier 87的中心,在附近的处女座星系集群中是一个大规模的星系,存在一个超级分类的黑洞。Dubbed M87,这一全天候的全天星期位于地球上的5500多万光年,估计有一个浅吸盘核心65亿次太阳的阳光。

我们第一次有了这个天体怪兽的“形象”,它甚至有了一个名字:Powehi,意思是“装饰着深不可测的黑暗造物”。这个引人注目的名字是天文学家和夏威夷大学语言教授拉里·木村共同努力的结果。

“这是天体物理学的重大一天,”国家科学基金会主任France Córdova在一份声明中说.“我们看到了无形的。黑洞几十年来引发了想象力。他们有异国情调的财产,对我们来说是神秘的。然而,与这种情况一样,他们正在屈服于他们的秘密。我们能够为什么NSF存在。我们启用科学家和工程师。我们启用科学家和工程师照亮未知,揭示我们宇宙的微妙和复杂的威严。“

作为曼彻斯特大学天文学家Tim Muxlow在2017年告诉守护者在美国,这张照片与其说是直接拍摄黑洞,不如说是拍摄黑洞的阴影。

“它将是其剪影的形象,滑动掩盖银河系的辐射的背景焕发,”他说。“这张照片将首次揭示黑洞的轮廓。”

巨型椭圆星系混乱87出现在这个非常深的图像上。最近由一支国际研究人员捕获了这个星系的心脏的超级分类黑洞的照片。
巨型椭圆星系混乱87出现在这个非常深的图像上。最近由一支国际研究人员捕获了这个星系的心脏的超级分类黑洞的照片。 (照片:Chris Mihos,Case Western Reserve大学/ Eso / Wikimedia)

尽管其超大尺寸,但M87远离我们远远远远为任何一个望远镜捕获的巨大挑战。据《自然,它将要求的东西比哈勃太空望远镜拉出超过1000倍。相反,天文学家决定创造更大的东西 - 更大。

2018年4月,天文学家同步了一个全球射电望远镜网络,以观测M87的直接环境。就像虚构的机器人角色Voltron一样,他们一起组成了视界望远镜(EHT),一个虚拟的行星大小的天文台,能够在很远的距离捕捉到前所未有的细节。

国际射电天文学研究所(IRAM)的天文学家、事件视界望远镜项目经理迈克尔·布雷默说:“我们没有建造一个大到可能在自身重量下坍塌的望远镜,而是把8个天文台像一面巨大镜子的碎片一样合并在一起。”是怎么说的.“这给了我们一个虚拟望远镜,大部分大约10,000公里(6,200英里)的直径。”

这需要一个村庄的望远镜

无线电望远镜的8个参与位置同步以形成行星大小的活动地平线望远镜。
射电望远镜的参与位置同步形成了行星大小的事件视界望远镜。 (照片:欧洲南观天道)

在数天的时间里,通过原子钟的精确定位,射电望远镜捕捉到了M87上的大量数据。

据欧洲南部天文台,其Atacama大型毫米/亚瑟姆(Alma),一个参与伙伴,在活动地平线望远镜中,单独录制在黑洞上的Petabyte(100万千兆字节)。太大而无法通过互联网发送,物理硬盘通过平面发送,并输入位于剑桥,马萨诸塞州麻省理工学院的麻省理工具干草堆天文台的计算集群(称为相关机),以及德国波恩波恩的Max Planck天文学研究所。

然后研究人员等待。在处理图像的道路上的第一个障碍涉及驻扎在南极洲的第八个参与的射电望远镜。由于从2月到10月不可能进行飞行,南极望远镜捕捉到的最终数据集实际上被冷藏了起来。2017年12月13日,它终于抵达了干草堆天文台。

“在磁盘预热后,它们将被加载到回放驱动器中,并与其他7个EHT站的数据进行处理,从而完成这个地球大小的虚拟望远镜,将从南极到夏威夷、墨西哥、智利、亚利桑那和西班牙的盘子连接起来。”该团队于2017年12月宣布.“大概需要3周时间完成对比记录,之后就可以开始对2017年的EHT数据进行最终分析了!”

最后的分析贯穿了整个2018年,200多名研究团队仔细研究了收集的数据,并考虑了可能会降低事件视界图像的任何误差源(地球大气中的湍流、随机噪声、虚假信号等)。他们还必须开发和测试新的算法,将数据转换为“天空无线电发射的地图”。

作为Shep Doeleman,EHT的主任,2018年5月份更新在美国,这个过程是如此的劳动密集型,以至于天文学家们开始把它称为“终极延迟满足”。

根据NSF,收集的数据测量超过5个PETABYTE,并由半吨硬盘组成。

爱因斯坦的广义相对论通过了另一个重大考验

人马座A*中心黑洞的特写照片。
黑洞的特写镜头照片在Messier 87的心脏的。 (图片:美国国家科学基金会)

据研究人员称,黑洞的形状的镜子的又一个方面的爱因斯坦的一般相对论理论。

“如果沉浸在一个明亮的区域,就像一片发光气体的盘子一样,我们希望一个黑洞创造一个类似于阴影的暗区 - 被爱因斯坦的一般相对论预测的东西我们以前从未见过,”eht的椅子解释道荷兰Radboud大学的科学理事会Heino Falcke。“这种阴影,由事件视界引起的引力弯曲和捕获光,揭示了这些迷人物体的性质,并使我们能够测量巨大的M87黑洞。”

现在图像已经被揭示,它的存在可能只会加深围绕这些神秘天文现象的疑问和敬畏。这一历史性时刻的到来,仅靠纯粹的工程技术就足以让我们庆祝。

“我们已经取得了一代代以前所说的东西,”EHT项目总监Sheperd S. Astrophysics中心的Doeleman |哈佛和史密森尼说。“技术的突破,世界上最好的无线电观察者之间的联系,创新的算法都集中在一起,在黑洞和活动范围内开设一个完全新的窗口。”