他們是黑洞獵人,用光明凝視黑暗,是中國現代化的先行者

Mondo 三農 更新 2024-02-12

[團隊簡介]。

中科院上海天文台20多年來致力於超大質量黑洞的高解像度觀測和研究,形成了一支高水平的科研團隊。 近年來,該團隊帶領內地學者參與事件視界望遠鏡(EHT)國際合作,於2019年共同捕獲了M87星系中心的第乙個黑洞,並獲得了銀河系中心的黑洞**,前者獲得了2020年基礎物理學突破獎。 2023年,由該團隊牽頭的國際合作團隊發布了一張M87黑洞的“全景照片”。 目前,該團隊正在積極推進中國亞公釐波望遠鏡的建設,用於下一代黑洞成像。

圖片說明:世界上第乙個黑洞**事件視界望遠鏡國際合作組織。

想象一下,乙個淋浴房,淋浴開啟了,乙隻活潑的小狗在原地旋轉,給它拍照有多難?

無獨有偶,拍攝黑洞的照片與這一幕相似,但顯然,難度要高出數千倍。

在外人眼中,科研團隊與浪漫聯絡在一起,中科院上海天文台的黑洞成像研究團隊也算得上是其中之一。 畢竟,給黑洞照片起“甜甜圈”稱號的團隊,心中一定星辰大海。

時光荏苒,距離人們看到第乙個黑洞已經過去了五年**。 北京時間2019年4月10日晚9點,一場史無前例的高調新聞發布會在包括上海在內的全球六地同時舉行。 經過漫長的等待,在電腦上模擬了很久的黑洞影象,第一次真正呈現在人們面前。

在這張來自“地平線事件望遠鏡”的照片中,距離我們5500萬光年的M87中心的黑洞,就像電影《指環王》中索倫的魔眼一樣,在溫暖而神秘的紅色光暈中間,是乙個深黑色的無底洞。 當然,更熟悉的比喻是甜甜圈。

故事可以從 2017 年開始,當時八台橫跨地球直徑的望遠鏡聯手組成了史詩般的“事件視界望遠鏡”,眺望著無盡的天空; 故事也可以從1915年說起,當時愛因斯坦用他天才的物理直覺提出了廣義相對論,從那時起,人類在腦海中描繪了近100年的黑洞。

圖片說明:沈志強介紹黑洞研究進展,新民晚報記者高揚攝。

上海天文台牽頭組織協調內地學者參與“事件視界望遠鏡”合作,參與此次國際科學合作的16位中國大陸學者中有8位來自上海天文台。 中國科學院上海天文台台長沈志強介紹。

上海天文台射電天文科學技術實驗室副研究員吳江就是其中之一,參與了夏威夷亞公釐波望遠鏡的觀測。 “那裡有兩座火山,一座仍然活躍。 “有時,當我在觀測結束後的凌晨回到基地時,我可以看到火星從隕石坑中噴發。 他感嘆,大自然的魔力和宇宙黑洞的魔力在那一刻交織在一起,更何況是多麼的浪漫!

圖片說明:江武作學術報告 受訪者提供。

觀察已經很困難,“沖洗”就更難了。 由於資料量巨大,因此“沖洗”的難度很大,需要整整兩年的時間。 艱苦的觀測不僅僅是乙個簡單的觀察,一方面呼應了愛因斯坦的廣義相對論,另一方面幫助科學家回答星系中壯觀的噴流如何產生和影響星系變化。

發布會當天,對於上海天文台黑洞成像研究團隊來說,“光舟翻過萬山”的感覺是如此真實。

Caption: 銀河系中心的黑洞** 事件視界望遠鏡國際合作組織。

第乙個黑洞**三年後,從 2銀河系中心的黑洞,70,000光年之外,也被揭示出來 - 延續了M87星系中黑洞的“甜甜圈”外觀,但外觀更加蓬鬆。 “水邊樓先得月”的故事,並沒有發生在銀河系中心的黑洞身上,而是詮釋了“我不認識廬山的真面目,只因為我身處這座山里”。 “這張影象提供了銀河系中心黑洞真實存在的視覺證據,而銀河系黑洞的'善變'也給校準和成像工作帶來了困難和挑戰。 沈志強說。

圖片說明:盧汝森介紹黑洞研究成果,高揚攝。

順便說一句,其實M87中心的黑洞也經過了“翻新”——環上有條紋,這是光強偏振的證明。 中科院上海天文台研究員盧汝森是這項工作的主要參與者之一,這位科學家在2018年放棄家人回國,並放棄家人回國,他解釋說,雖然從感官角度來看, 兩個M87黑洞與事實幾乎相同,但從科學的角度來看,新的**為人類理解黑洞提供了新的視角,“偏振影象是理解磁場如何讓黑洞'吞噬'物質並發出巨大能量射流的關鍵。 ”

上海天文台的黑洞成像研究團隊也會感嘆,他們以為“天上的東西”是相當純淨的,只有人才會有那麼多的煩惱。 但在研究了黑洞之後,發現事實並非如此。 天體和人類一樣,會經歷許多事件和環境的變化。 大家都發現了,嘿,麻煩竟然是普遍的!

有時,沈志強也會感嘆,人類有大有渺小——試圖看到5500萬光年之外的宇宙,卻也是宇宙長河中的一塊微不足道的沙子。

上海天文台高解像度射電天體物理研究組的趙姍姍是一位年輕的醫生。 她最初從事理論研究,在“前輩”的啟發下,也積極投身於觀測和望遠鏡技術的新領域。 “不做就沒人做”,這是沈志強主任常對年輕人說的話,也是年輕科研人員正在做的事情。

圖片說明:趙姍姍在2023年東亞VLBI研討會上主持討論 受訪者提供。

一輩子選擇一件事的執著,也是上海天文台黑洞成像研究團隊的浪漫。 “地平線事件望遠鏡(EHT)自第乙個黑洞以來就提出了下一代EHT計畫**,我們正在積極參與其中,期待在國際天文舞台上發出更響亮的'中國聲音'。 沈志強說。 中國西部陽光明媚,乾燥,觀測條件極佳,上海天文台也在積極部署亞公釐波望遠鏡,以期用“大裝置”產生“大成果”:能為黑洞“拍電影”。

人類和黑洞一樣,是浩瀚宇宙的一部分,共享或長或短的時間。 趙姍姍認真地說,求真的過程是漫長的,有時是痛苦的,但科學反饋的價值是永恆而珍貴的,就像乙個黑洞。

新民晚報記者 高洋.

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