第一張黑洞圖像

由全球科學家組成的研究團隊在6地同步,向全球觀眾直播集合全球頂尖望遠鏡之力量, 於週三(2019/04/10) 發布了全球首張黑洞(在M87中心)照片(合成的圖像),(Black hole)是根據廣義相對論所推論

https://www.youtube.com/watch?v=wIPGmB_HMAw

新聞講到那麼偉大, 究竟圖像是如何做出來? 簡單地說, 使用工具叫地平線望遠鏡, 再加上時機,天氣合作。

這張圖片拍攝於2017年4月,是由事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope, EHT)合作項目在全球使用8台望遠鏡進行的為期5天的觀測結果。圖片描繪了圍繞Virgo Cluster中超大質量星系M87中心一個超大質量黑洞旋轉的發光氣體。M87是一個距離地球5400萬光年的星系。然而,黑洞的特徵“事件視界”隱藏在明亮的光線之後,那裡是時空深淵的邊緣。那裡的引力是如此之強,以至於連光線都無法逃脫。亞利桑那大學的費婭爾·厄澤爾(Feryal Ozel)是事件視界望遠鏡合作項目的成員之一,她說:“這是一個沒有反光的點。”在圖像中,事件視界呈現為“光的突然消失”。

這個黑洞的質量大約是太陽質量的65億倍。但是從地球上較有利的位置看,它依然非常微小,在天空中只有50微弧秒寬(Arcsecond),就相當於看一個放在月球上的甜甜圈。

為了看清黑洞的明暗邊界,天體物理學家們捕捉到了無線電波——人類肉眼看不見的1.3毫米波長的光,由環繞黑洞旋轉的氣體發出。這些氣體發出各種波長的光,包括可見光,但研究人員選擇了這一特定波長,因為它可以在不被吸收的情況下穿過整個星系,甚至穿過地球大氣層。不過,要想在所有8個望遠鏡所在的地點看到黑洞,還是需要良好的天氣。研究人員在開啟望遠鏡之前,他們必須監測空氣中的濕度,過高的濕度會破壞成像效果。為了減少雨水的影響,研究人員在乾燥地區建造瞭望遠鏡,包括南極洲的南極點和智利的阿塔卡馬沙漠。

地平線望遠鏡背後的研究人員連接了世界各地的八個望遠鏡 – 從南極洲到格陵蘭 – 製造了一個與地球大小相當的虛擬望遠鏡, 望遠鏡收集的觀測數據以十億分之一秒的精度同步。

。這個虛擬的望遠鏡網絡被稱為「事件視界望遠鏡」(Event Horizon Telescope, EHT)。下面兩條片有詳細介紹:

https://www.youtube.com/watch?v=yrQZi02LKQY

 

想像一個簡單的鏡子望遠鏡。在其中,鏡子的彎曲表面將光反射回中心點,在該中心點處圖像聚焦。 EHT做了類似的事情。美國國家科學基金會在一段視頻中解釋說:“當EHT站點同步時,它們的錄音後來可以完全對齊,就像鏡子對準光學燈一樣。”

將這些記錄中的圖像拼接在一起的數學運算類似於MRI scan掃描儀或CAT掃描在繪製體內圖像時所做的事情

,技術細節可去EHT website 詳細研究。科學興趣大的可以去Bad Astronomer 詳細解釋影像中的是什麼? 我在疑惑為何影到黑洞這麼難都做得, 到今天還找不到外星人? 我在想起了Albert Einstein名句:”Everything should be made as simple as possible, but no simpler. “, Stephen Hawking 名句:”Not only does God play dice, but… he sometimes throws them where they cannot be seen.”

 

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