天文观测成果重大预告,第一次“直接”看见黑洞有望

包括欧洲南方天文台、ALMA 天文台、台湾中研院等机构在内的跨国团队,即将在下礼拜发布事件视界望远镜(EHT)观测黑洞的重大研究成果!据外媒推测,这次很可能是发布有史以来第一张黑洞事件视界(event horizo​​n)的图像。

事件视界望远镜(EHT)是以观测星系中心超大质量黑洞为主的全球性计划,并非一架望远镜,或者严格来说是一个“洲际虚拟望远镜”,该计划以特长基线干涉技术(VLBI)结合世界各地电波望远镜,使相隔数十万公里的独立天线互相协调,往同一个超大质量黑洞目标投入检测。

目前,EHT 主要观测的两个超大质量黑洞为:位于南半天球、银河系中央的超大质量黑洞人马座A*,以及位于北半天球、室女A 星系(M87)中央的超大质量黑洞。

2017 年4 月时,EHT 集结够多成员,并且阿塔卡玛大型毫米及次毫米波数组(ALMA)与南极望远镜第一次加入该计划,使数组达到足以观测黑洞事件视界的角分辨率,于是全球科学家当月马不停蹄的针对人马座A* 进行一场大规模观测。

不过,那时南极研究人员正在度过南半球的冬天,硬盘一直等到同年10 月后才能运出来,也因此这次观测收集的庞大数据花了EHT 团队将近2 年时间分析拼凑,终于即将在今年4 月10 日发布研究成果。

迄今为止,我们观测黑洞都是通过间接方法得知,比如其他天体在黑洞附近绕行的运动行为、重力波、黑洞喷出的高速喷流、黑洞附近的吸积盘等,但EHT 的目标是直接取得黑洞事件视界的图片。

科学家根据广义相对论创建了数学模型与计算机仿真,如果依爱因斯坦方程式预测,则EHT 望远镜的数据创建计算机仿真后,应该会看到一个近乎圆形的黑洞剪影(黑色背景外绕了一圈光),原理是环绕黑洞的物质所发出的光,被黑洞重力透镜效应弯曲,于黑洞周围形成一光环,光环中央衬托出的圆形剪影便是黑洞事件视界的轮廓。

根据维基数据,计算机仿真的黑洞事件视界成像可能长这样。 (Source:User:Brandon Defrise CarterDerivative: User:烈羽“CC0”, via Wikimedia Commons)

虽然目前尚不清楚EHT 究竟会发布哪些黑洞图像,也不确定他们是否真的完成了壮举,毕竟拍下黑洞事件视界照片只是媒体的猜测,但经过2年等待,相信成果应该会相当令人惊艳;欧洲南方天文台自己也强调,此次成果发布“非常重要”,全球将同步举办6 场记者会,包括比利时、智利ALMA 天文台、中国上海、日本、台湾中研院、美国(华盛顿特区)。