他们是黑洞猎人,用光明凝视黑暗,是中国现代化的先行者

小夏 三农 更新 2024-02-12

[团队简介]。

中科院上海天文台20多年来致力于超大质量黑洞的高分辨率观测和研究,形成了一支高水平的科研团队。 近年来,该团队带领内地学者参与事件视界望远镜(EHT)国际合作,于2019年共同捕获了M87星系中心的第一个黑洞,并获得了银河系中心的黑洞**,前者获得了2020年基础物理学突破奖。 2023年,由该团队牵头的国际合作团队发布了一张M87黑洞的“全景照片”。 目前,该团队正在积极推进中国亚毫米波望远镜的建设,用于下一代黑洞成像。

图片说明:世界上第一个黑洞**事件视界望远镜国际合作组织。

想象一下,一个淋浴房,淋浴打开了,一只活泼的小狗在原地旋转,给它拍照有多难?

无独有偶,拍摄黑洞的照片与这一幕相似,但显然,难度要高出数千倍。

在外人眼中,科研团队与浪漫联系在一起,中科院上海天文台的黑洞成像研究团队也算得上是其中之一。 毕竟,给黑洞照片起“甜甜圈”称号的团队,心中一定星辰大海。

时光荏苒,距离人们看到第一个黑洞已经过去了五年**。 北京时间2019年4月10日晚9点,一场史无前例的高调新闻发布会在包括上海在内的全球六地同时举行。 经过漫长的等待,在电脑上模拟了很久的黑洞图像,第一次真正呈现在人们面前。

在这张来自“地平线事件望远镜”的照片中,距离我们5500万光年的M87中心的黑洞,就像电影《指环王》中索伦的魔眼一样,在温暖而神秘的红色光晕中间,是一个深黑色的无底洞。 当然,更熟悉的比喻是甜甜圈。

故事可以从 2017 年开始,当时八台横跨地球直径的望远镜联手组成了史诗般的“事件视界望远镜”,眺望着无尽的天空; 故事也可以从1915年说起,当时爱因斯坦用他天才的物理直觉提出了广义相对论,从那时起,人类在脑海中描绘了近100年的黑洞。

图片说明:沈志强介绍黑洞研究进展,新民晚报记者高扬摄。

上海天文台牵头组织协调内地学者参与“事件视界望远镜”合作,参与此次国际科学合作的16位中国大陆学者中有8位来自上海天文台。 中国科学院上海天文台台长沈志强介绍。

上海天文台射电天文科学技术实验室副研究员吴江就是其中之一,参与了夏威夷亚毫米波望远镜的观测。 “那里有两座火山,一座仍然活跃。 “有时,当我在观测结束后的凌晨回到基地时,我可以看到火星从陨石坑中喷发。 他感叹,大自然的魔力和宇宙黑洞的魔力在那一刻交织在一起,更何况是多么的浪漫!

图片说明:江武作学术报告 受访者提供。

观察已经很困难,“冲洗”就更难了。 由于数据量巨大,因此“冲洗”的难度很大,需要整整两年的时间。 艰苦的观测不仅仅是一个简单的观察,一方面呼应了爱因斯坦的广义相对论,另一方面帮助科学家回答星系中壮观的喷流如何产生和影响星系变化。

发布会当天,对于上海天文台黑洞成像研究团队来说,“光舟翻过万山”的感觉是如此真实。

Caption: 银河系中心的黑洞** 事件视界望远镜国际合作组织。

第一个黑洞**三年后,从 2银河系中心的黑洞,70,000光年之外,也被揭示出来 - 延续了M87星系中黑洞的“甜甜圈”外观,但外观更加蓬松。 “水边楼先得月”的故事,并没有发生在银河系中心的黑洞身上,而是诠释了“我不认识庐山的真面目,只因为我身处这座山里”。 “这张图像提供了银河系中心黑洞真实存在的视觉证据,而银河系黑洞的'善变'也给校准和成像工作带来了困难和挑战。 沈志强说。

图片说明:卢汝森介绍黑洞研究成果,高扬摄。

顺便说一句,其实M87中心的黑洞也经过了“翻新”——环上有条纹,这是光强偏振的证明。 中科院上海天文台研究员卢汝森是这项工作的主要参与者之一,这位科学家在2018年放弃家人回国,并放弃家人回国,他解释说,虽然从感官角度来看, 两个M87黑洞与事实几乎相同,但从科学的角度来看,新的**为人类理解黑洞提供了新的视角,“偏振图像是理解磁场如何让黑洞'吞噬'物质并发出巨大能量射流的关键。 ”

上海天文台的黑洞成像研究团队也会感叹,他们以为“天上的东西”是相当纯净的,只有人才会有那么多的烦恼。 但在研究了黑洞之后,发现事实并非如此。 天体和人类一样,会经历许多事件和环境的变化。 大家都发现了,嘿,麻烦竟然是普遍的!

有时,沈志强也会感叹,人类有大有渺小——试图看到5500万光年之外的宇宙,却也是宇宙长河中的一块微不足道的沙子。

上海天文台高分辨率射电天体物理研究组的赵姗姗是一位年轻的医生。 她最初从事理论研究,在“前辈”的启发下,也积极投身于观测和望远镜技术的新领域。 “不做就没人做”,这是沈志强主任常对年轻人说的话,也是年轻科研人员正在做的事情。

图片说明:赵姗姗在2023年东亚VLBI研讨会上主持讨论 受访者提供。

一辈子选择一件事的执着,也是上海天文台黑洞成像研究团队的浪漫。 “地平线事件望远镜(EHT)自第一个黑洞以来就提出了下一代EHT计划**,我们正在积极参与其中,期待在国际天文舞台上发出更响亮的'中国声音'。 沈志强说。 中国西部阳光明媚,干燥,观测条件极佳,上海天文台也在积极部署亚毫米波望远镜,以期用“大设备”产生“大成果”:能为黑洞“拍电影”。

人类和黑洞一样,是浩瀚宇宙的一部分,共享或长或短的时间。 赵姗姗认真地说,求真的过程是漫长的,有时是痛苦的,但科学反馈的价值是永恒而珍贵的,就像一个黑洞。

新民晚报记者 高洋.

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