第一张黑洞照片我校参与拍摄

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  2019年4月10日21点整,天文学家召开全球新闻发布会,公布首次直接拍摄到黑洞的照片。
  事件视界望远镜(Event Horizon Telescope, EHT)是一个以观测星系中心超大质量黑洞为主要目标的计划。2012年,天文学家于美国亚利桑那州首次正式举办EHT会议,确立计划的科学目标、技术计划和组织架构等。该计划借助分布在世界多地的8个射电望远镜联合观测同一目标源并记录下数据,形成口径等效于地球直径的虚拟望远镜。EHT借此检验爱因斯坦广义相对论在黑洞附近的强引力场下是否会产生偏差、研究黑洞的吸积盘及喷流、探讨事件视界存在与否,并发展基本黑洞物理学。国内外不少高校参与了这项研究。
  China Campus
  参与项目的中方科学家合影
  夏威夷大学《News》
  Hi,Powehi
  EHT散布世界各地的8座电波望远镜共同形成与地球直径等效口径的虚拟数组式望远镜,其中2座就位于夏威夷毛纳基休眠火山上。EHT天文学家们认为,夏威夷对EHT计划有重要贡献,因此以夏威夷语给首度曝光的黑洞命名。
  夏威夷大学希洛分校夏威夷语专家木村(Larry Kimura)教授给黑洞取名“Pōwehi”,意指“无限创造的黑暗源泉”,它取自18世纪的夏威夷语吟唱调Kumulipo,描述着夏威夷在深不可测的黑暗中诞生。这个概念在Kumulipo颂歌中被多次强调。
  伊利诺伊大学《The Daily Illini》
  黑洞是旋转的
  美国伊利诺伊大学工程学教授查尔斯·甘米(Charles Gammie)及其研究团队参与了史上第一张黑洞照片的拍摄。
  获取黑洞图像很重要,这一次,科学家们使用了全新且独特的获取图像方法——事件视界望远镜(EHT)。
  甘米教授团队成员、工程学研究生佐治·王(George Wong)说,获取黑洞图像之前科学界已知黑洞的面貌,但史上首张黑洞照片仍令人惊讶,毕竟它是证明理论与现实一致的视觉证据。甘米教授团队建模星系M87,对比数据,发现黑洞是旋转的,旋转轴背向地球。“靠近黑洞处,有强大气流喷出。我们推断,气流是由黑洞旋转制动产生的。”甘米教授说,“黑洞如同一个由磁场制动的巨大飞轮,将自旋能转化为发光的电磁射流。”佐治·王认为团队的最大贡献是理论建模。
  亚利桑那大学《News》
  测量黑洞影子的大小
  亚利桑那大学共有36人参与EHT项目,其中有8名研究员、8名研究生、13名本科生和7名望远镜技术支持人员。
  “这次观察如同步伐协调的舞蹈,我们同时将分布于世界各地的望远镜排成精心设计的序列。”亚利桑那大学助理教授丹尼尔·马龙(Daniel Marrone)说。马龙与研究生金俊汉(音译)多次前往南极,将南极望远镜(South Pole Telescope)布阵EHT之中。
  经过两周的观察,EHT项目收集了5,000万亿字节的数据,相当于连续高质量播放4700年的mp3文件的大小。这些数据“飞进”德国波恩马克斯普朗克射电天文研究所(the Max Planck Institute for Radio Astronomy)和美国麻省理工学院草堆天文台(Haystack Observatory)的超級计算机中。
  “黑洞是宇宙提供的天然实验室。”EHT科学委员会成员、亚利桑那大学天文学和物理学教授Feryal Ozel说。 Ozel教授领导EHT建模与分析工作组,工作组的任务是测量黑洞影子的大小,并将爱因斯坦的理论与EHT观测结果进行对比。除了构建和维护EHT云设施(cloud infrastructure),这个工作组还利用超级计算机,生成高保真模型。
  云计算等新技术对于这样大型的国际合作项目至关重要,亚利桑那大学的研究员们运行了合作方的20多台强大的虚拟机,为全球EHT项目成员提供计算需求服务。
  中国科学技术大学(公号)
  模拟黑洞图像
  中国科大天文学系教授袁业飞是EHT中国项目组16位科学家之一,他们为拍下人类首张黑洞照片做出重要贡献。
  “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,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。
  牛校校刊
  1.中科院上海天文台研究员在EHT上海发布会上介绍最新发布的人类首张黑洞照片
  2.人类首张黑洞照片
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