第一张黑洞照片问世,位于椭圆星系M87中心,是太阳质量的65亿倍

我们所处的宇宙是由各种天体来组成的,天体的类型包括恒星、行星、卫星、彗星、小行星、矮行星、星云、黑洞、流星体、星际物质等等。在所有的天体中“黑洞”是最为神秘的,黑洞最早是由爱因斯坦在广义相对论中提出来的宇宙中存在的一类天体,近100年来,人类在宇宙中不断的探索黑洞,各项证据不断证明了黑洞的存在。

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人类第一张黑洞照片

但是,人类从未真正“看”到过黑洞的样子,因为黑洞是一个中心密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小、热量无限大的天体。黑洞是某些恒星演化到生命末期的产物,那些恒星核心超过3.2倍太阳质量的恒星,将会演化为黑洞,所以黑洞可以理解为大质量恒星塌缩后的产物,由于黑洞的强大引力,它会不断吞噬周围的一切,包括光线也无法逃脱。

恒星生命演化周期

虽然,黑洞如此难以观测,但是人类从来没有停下探索黑洞的脚步,直到2019年4月10日21点,人类终于公布了第一张黑洞照片,我们这一代人有幸成为地球上首批观看到黑洞的人类,这是具有划时代意义的事件,必将推动人类对于宇宙认识的进一步发展。此次人类公布的这个黑洞,位于椭圆星系M87的中心位置,其质量大约是太阳质量的65亿倍,距离地球大约5500万光年。

黑洞

M87星系位于室女座,是一个巨大的椭圆星系,其直径大约为50万光年,大约是银河系直径的5倍,M87星系的中央区域集中了大约近13亿颗恒星。M87星系的中心区域集中了如此多的恒星,预示着可能有一个质量巨大的黑洞,由于距离过于遥远,使用地球上的任意单一望远镜都是无法完成对黑洞的观测任务的。

射电望远镜下的M87星系核心区域

所以,为了观测这个黑洞科学家们动用了遍布世界的8座毫米、亚毫米波射电望远镜,组成了一个名为“事件视界望远镜”系统,建成EHT。为什么叫“事件视界”这么一个奇怪的名字呢?这主要来源于黑洞的一个概念,事件视界是指黑洞中时空的曲隔界线,任何物质包括光只要进入黑洞的事件视界,就不可能再出来。正是如此,黑洞实际上是无法被观测的,此次观测也是通过对黑洞事件视界以外的光线进行成像,从而刻画出了黑洞的影响及范围。

M87星系的核心

参与此次观测的8座射电望远镜分别位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极洲,这些射电望远镜组成了一个巨大的“虚拟射电望远镜”,其直径几乎和地球的直径相当,极大的增强了探测能力。从2017年4月5日起,这8座射电望远镜同时对M87星系中心的黑洞进行了持续数天的联合观测,并取得了海量的观测数据,这些数据的分析整理花费了超过两年的时间,最终才得到了我们如今看到的这张黑洞照片。

电影《星际穿越》中的黑洞

此次黑洞照片的发布,其实是印证了人类对于黑洞的想象,在此之前,人类虽然没有看到过黑洞影响,但是我们已经无数次的想象了黑洞的样子,其中有一些和发布的黑洞照片很接近。比如在2014年上映的美国科幻电影《星际穿越》中,就有一个超大质量的黑洞“卡冈图亚“,给我们带来了极大的震撼,没有看过该影片的朋友可以去看一下。

《星际穿越》

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