4月10日21时许,人类首张黑洞照片在全球多地发布,引发广泛关注。中国科大天文学系教授袁业飞作为中国项目组16位科学家之一,为拍下人类首张黑洞照片作出重要贡献。
“事件视界望远镜”是为观测黑洞的“事件视界”而设计,由分布在全球多地的射电望远镜组成,相当于一台口径为地球直径的超级望远镜。“事件视界望远镜”项目由全球多个国家和地区的几百名科研人员组成,包括中科院上海天文台在内的一些中国机构科学家,主要参与了观测和数据处理。
“照片呈现的效果超出了预期。”袁业飞介绍,以前通过引力波,人类“听到了”黑洞;这次人类“看到了”黑洞,也证明爱因斯坦的广义相对论是正确的。这次通过射电望远镜得到了照片,把拍到的照片和理论预言的照片进行了对比,很多细节吻合;除了证明黑洞是有视界的,黑洞的上部分是亮的,下部分是暗的,也说明黑洞周围气体运动速度接近光速,这与广义相对论也吻合。
袁业飞介绍,他的工作就是根据广义相对论把黑洞图像给模拟出来,研究中他还发现黑洞自转比较快,今后还会有更多的黑洞照片公布。下一步,他将对黑洞周围的气体运动情况、黑洞基本的参数、包括黑洞自转能否测得更准确等问题进行研究。
4月10日,我们见证了人类历史上第一张黑洞的照片——来自M87星系。黑洞,这个潜伏在宇宙中施展“吸星大法”的“宇宙怪兽”,终于将它的真实风采展现给世人!
这次的黑洞照片由EHT项目和中国科学院共同发布,这是国际天文学家门共同协作完成的一个重大成就,也是一个令全球瞩目的重大成果。比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿六地以英语、西班牙语、汉语和日语四种语言进行了同步直播。
加入黑洞观测计划的各国天文望远镜。图片来源:北京时间
为什们说这是轰动世界的大事件呢?
因为在此之前,黑洞的模样一直都只停留在人们的猜想和推测中,虽然科学家们曾经描绘过许多关于黑洞的想象图,但没人见过真正的黑洞长什么样。
今年2月,法国梅东的巴黎天文台的 Jean-Pierre Lumine,发布了一份黑洞成像历史,为人们展示了各种黑洞的模拟图[1]。
1979年,巴黎天文台的Jean-Pierre Lumine手绘黑洞图像。图片来源:Science| J.-P. LUMINET
利用计算机模拟出的一个非旋转黑洞及其吸积盘不同角度样貌的图像。图片来源:Science| J. A. MARCK/J.-P. LUMINET
电影《星际穿越》中的黑洞。图片来源:Science| AF ARCHIVE/ALAMY STOCK PHOTO
人们对黑洞形象的猜想大多与种模拟图及科幻片中的一致:它是一个能够吞噬其他物质和光芒的,黑暗而深邃的“无底洞”。
黑洞是怎样形成的?
其实,黑洞并不是生来就是“宇宙怪兽”。
黑洞可以按照质量分为恒星级黑洞(质量一般是几倍或者十几倍于太阳的质量), 中等质量黑洞(质量是数百到数十万倍于太阳质量)和超大质量黑洞(其质量超过数十万倍太阳质量)。