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【5个问题快速看懂银河系中心超大质量黑洞的首张照片】5月12日晚,位于银河系中心的超大质量黑洞的首张照片公布。
问题一:银心黑洞质量更大,距离地球更近,第一张黑洞的照片为什么不是银心黑洞?

自从2019年看到人类首张黑洞照片(M87中心黑洞照片),人们对于自己的银河系中心黑洞的照片念念不忘。

在2017年拍摄之后,先是2年之后的2019年,得到了距离我们5500万光年的M87的黑洞照片,这是我们唯一一次清楚看到黑洞的样子。相比较银河系黑洞而言,M87黑洞有极大的优势,它的转动轴只有17度,几乎是沿着它的转轴方向去看,几乎没有什么遮挡,所以我们就相对比较容易看到M87黑洞的照片。

银河系的超大质量黑洞位于银河系中心,是我们自己星系的超大质量黑洞。肯定有人会觉得,既然就在咱们身边,拍起来难道不是更容易吗?

实际上,正如那句诗说的,“不识庐山真面目,只缘身在此山中”。虽然这个黑洞位于银河系的中心,我们自己却处于银河系内部,拍起来更不容易。

我们借助于光学之外的射电和红外波段,以及其他的星系,逐渐认识了我们的星系。虽然我们银河系本身的黑洞(被称为Sgr.A*)离得近,但是因为遮挡的缘故,数据处理起来更困难,也更加费时,所以,“拍照”需要更多的时间。

不过,等待也让这张照片的发布更加激动人心,因为这是我们自己银河系中心的黑洞照片!这也是EHT合作组织继2019年发布人类第一张黑洞照片,捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞(M87*)之后的又一重大突破。

问题二:这张银心黑洞照片怎么拍的?跟M87星系中心黑洞照片的拍摄相比,有哪些新手段?

众所周知, M87几乎是处于转轴的方向,而我们是处于银盘之上,所以与M87相比较来说,银心黑洞在成像时会受到很多的遮挡。比如,在光学波段去观察银河系时,我们会看到很大的尘埃等气体的遮挡,这个时候就必须利用波长更长的红外或射电波段。目前成熟的是毫米波和亚毫米波波段,也就是视界面望远镜,值得一提的是,它利用全球不同的亚毫米和毫米波望远镜组成了一个阵列,口径可以达到上万公里。

这张照片与2019年所拍摄的M87的照片非常类似,都是利用全球8个不同的毫米波望远镜,或者简称为eventhorizon telescope来拍摄的。

这个庞大的望远镜组合分别为:位于智利的ALMA(Atacma Large Milimiieter/SubmeterArray,阿卡塔玛大型毫米亚毫米阵列),位于南极的SPT(South Pole Telescope), 美国夏威夷的SMA(Submilleter Array),墨西哥的LMT(Large Millimeter Array,大型毫米波望远镜), 位于美国夏威夷的JCMT(James Clerk Maxwell Telescope,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜),位于西班牙的IRAM(IRAM 30-m telescope), 位于智利的APEX(Atacama PathfinderEXperiment,阿塔卡马探路者实验望远镜),和美国亚利桑那州的SMT(SubmillimeterTelescope)。

值得一提的是,美国夏威夷的JCMT望远镜,是中国参与运行的一个望远镜,不少中国科学家应该是在这里进行的观测。很遗憾的是,目前红外观测能够达到的最大直径是上百米,比如欧洲南方天文台的VLT/gravity,观测直径可以达到130米,但是距离公里的口径量级还是相差很大,希望我们在未来可以利用红外波段能够看到黑洞的照片。
我们知道,银河系的黑洞大约只有400万倍太阳质量(根据2020年诺奖结果),而M87的黑洞达到了65亿倍的太阳质量,前者比后者小了1650倍。

从大小上而言,银河系中心的黑洞明显稍微小一些,但是银河系中心的黑洞的拍摄难度更大一些,这是因为,银河系中心的黑洞的质量要比M87小很多,距离要近很多,所以周围物质变化的可能性要大很多。相比观测M87的黑洞的情况而言,原本好几天时间里的变化,现在变成了在几分钟左右内就会发生,所以观测难度更大。比如说,为了这张照片,科学家们专门开发了新的复杂工具来考虑SgrA*的气体。

问题三:跟M87星系中心黑洞照片相比,有哪些不同,有哪些新的信息?

因为单独观测难度很大,所以此次看到的银河系中心黑洞(Sgr A*)的照片是研究团队花费了好多时间提取出不同照片,再进行平均后的效果。

这也是最终第一次将隐藏在银河系中心的黑洞照片呈现出来。

可以回想一下上次照片的时间:2017年开始拍摄,2019年我们就得到了M87中心黑洞的照片。

然而,一直到5年之后,科学家们用超级计算机合成和分析数据,对黑洞模拟数据库与观测结果进行严格比对,才让我们第一次看到银河系中心黑洞的照片。

问题四:银心黑洞只不足银河系的0.0005%,为什么能够束缚住数千亿颗恒星呢?

如果从银河系的结构来看,银河系的结构可以分为银核(包括黑洞在内)、银盘和银晕三个部分;从质量来看,银河系中心的大黑洞质量还不到银河系质量的0.0005%;而从银河系核心的角度而言,银河系黑洞仅仅是银河系核球的一部分。

那么,究竟是什么样的力量将银河系的千亿颗恒星固定在一个有限的范围之内呢?所有可见的物质是怎么聚集的呢?

其实,这个问题在上个世纪初的时候就有人提出了。

天体物理学家兹威基(Fritz Zwicky)测量了后发座星系团的恒星,结果发现了暗物质的存在。因为兹威基的性格很不受大家喜欢,所以尽管这个概念是对的,但是没有受大家重视。

一直到了1970年,年轻的鲁宾(VerinRubin)和她的导师福特(Kent Ford)先后对仙女星系中星体旋转速度做了研究。利用高精度的光谱测量技术,他们可以探测到远离星系核区域的外围星体绕星系旋转速度和距离的关系。根据牛顿定律,如果星系的质量主要集中在星系核区的可见星体上,星系外围的星体的速度将随着距离而减小。但观测结果表明,在相当大的范围内,星系外围的星体的速度是恒定的。这意味着,星系中可能有大量的不可见物质并不仅仅分布在星系核心区,且其质量远大于发光星体的质量总和。

现在我们已经知道,不可见物质(暗物质)的质量大约比可见质量要重10倍左右,而且几乎绝大多数的星系都是如此。

这也就是前面那个问题的答案了,尽管我们银心的黑洞只是如此小的质量,但是在暗物质的帮助之下,却可以束缚住千亿颗恒星!

问题五:这张照片的拍摄对研究有什么意义?

在发布会召开前,可能很多人在听到银河系中心黑洞照片时,期待的是看到《星际穿越》电影当中的黑洞相似的样子,然而结果却并非如此。
这是因为,我们看到的是黑洞很近的部分,如果相对比较远的话,那么就会看到类似于《星际穿越》电影当中的景象。

无论如何,相比较之前的M87,这张照片更显得亲近,因为这是我们自己星系黑洞的照片,而且它的拍摄难度更大。#APD亚太日报消息#

#开普勒62号##宇宙探索之旅##第二册:计时#

“开普勒62号”系列共有6册,是由芬兰作家提莫·帕维拉与挪威作家比约恩·肖特兰德联手芬兰插画家帕西·皮特卡能创造出的一系列吸引眼球的故事。在这个故事里,孩子们接受游戏的邀请,飞到远离地球1200光年的62e星球。陌生的环境,潜在的危机,还有危险生物虎视眈眈,他们该如何生存下去。本丛书同时出版于芬兰和挪威,并在两个国家均被评选为年度畅销童书。

【第一章】
“总算是成功了……”一个男孩说道,“你之前说过,任何时候我都可以打电话给你。”
三秒钟之后,我终于意识到电话的另一端是谁了。
我看了一眼挂在墙上的钟,马上就要到睡觉的时间了,通常情况下这个时间我已经开始洗漱了。
“当然了,”我用自以为非常轻松愉快的语气回答道,“赶紧来找我,记住,在此之前不要和任何人提这件事。立刻坐出租车过来吧,我会给你报销的。对了,让司机把你送到喷泉旁边,你在那里下车。到时候我会去接你的,没有我的话你根本进不来。”
“明白。”一声简短的回答后,电话挂断了。
我没有告诉他的是,如果他不在喷泉那里停下,而是接着往前走的话,他一定会被击毙。希望他聪明的脑袋能意识到这一点吧。
心脏在我的胸膛里怦怦怦地直跳。
所有人都说,游戏有一个秘密关卡,我对此深信不疑。
在《开普勒62号》正式发行之前,大家就已经开始四处谈论它了:网络上充斥着各种关于游戏的疯狂言论和猜想,报纸、电视,以及收音机广播里也都是关于游戏的话题。
当然,其中炒作占据了绝大部分,然而,“成为故事中的一部分”这句话让所有人都摸不着头脑却又为此疯狂。这到底是什么意思呢?游戏里到底有什么呢?
那些头脑聪明的家伙,能够在大脑里同时思考许多件事情,他们清楚地知道,联邦在撒谎。谁能相信联邦呢?联邦的工作人员在开始和结束每一段讲话的时候总是会说一句“联邦是人们的朋友”,正是因为这样,他们才不可信。
而那些头脑简单的人则会相信,他们一次只能思考一件事情,对于他们来说,“联邦是我们的朋友”,这可是毋庸置疑的真理。他们根本不会去想,这一切可能都是谎言。
我总是在同一时间思考许多事情,我不相信联邦是我的朋友。我从来没有过真正的朋友,一个也没有,所以我是自由的,根本不关心任何事。
然而人们正到处谈论的《开普勒62号》却成功地引起了我的兴趣。这是第一次,我没能在第一时间就得到的东西,我知道,我面临着巨大的挑战。
关于游戏的一切不仅仅只在媒体上讨论。
我周围的人在谈论它,同时我所谓的朋友也在谈论它,我的所谓的朋友可不是少数,甚至我的体育老师也对其津津乐道,体育老师今年才28岁,但是每天都在盼望着退休后的自由生活。最后,更重要的是,没有人能从网络上找到游戏的答案,也没有人能从别处买到通关攻略。看起来,这个游戏简直就是一个不可完成的任务。
我暗暗立下誓言,必须把《开普勒62号》打通关,要一直玩到最后一秒。在我做了决定之后,奇怪的事情就发生了,谁也不知道到底是怎么回事,游戏就出现在了我家里。
报纸、网络还有电视上都在称赞联邦进行的宇宙探索之旅,这可是人类社会的新希望。各种各样的消息如潮水般涌入人们的生活中,街道上随处可见吹奏的游行乐队,以及迎风飘扬的彩色旗帜,每个人都能够得到可口的糖果。谁对这些感兴趣呢?反正我永远也不会。这都只是联邦应用在人们身上的宣传手段罢了。
联邦害怕人们不再对未来抱有任何希望。事实上,我们正面临巨大危机。
我身边的人从来没有讨论过这个问题,但是我一直在思考,地球是不是马上要毁灭了?地球上的人口太多了,环境越来越差,战争更恶化了这一切,细菌拥有了防御能力,不再惧怕普通的药物。总之,人们的生存变得越发艰难。
我自己并不喜欢玩游戏,也不喜欢研究细节。《开普勒62号》的最后一关有个匕首,正好,最后一关里还出现了木门,大家都觉得匕首是用来在木门上刻下印记的,除此之外,谁也不知道它是否还有别的用处。玩这个游戏并不需要花很多钱,不需要买装备或者其他的法宝就可以玩到下一关,只有在最后关头需要连接网络。游戏的难度让大家大失所望,不过我喜欢。
网上的流言最终被证明是正确的,通向第一百关的门后有着某样东西。这是秘密。到目前为止,只有一个韩国男孩、一个芬兰男孩、一个加拿大女孩,还有其他两个不知道从哪里来的玩家成功通关。这两个玩家不愿意透露任何消息,不过我在广告上看见过他们的照片,照片里他俩都穿着校服,照片上还印着《开普勒62号》的标志,此外,上面还写道:“我们找到了答案,答案出奇得简单。”
“叮—”手机收到了一条新信息:“我马上就到喷泉附近了,你出来接我吗?”

【第二章】
我摸了摸挂在胸前的心形吊坠,这是妈妈留给我的纪念。每当我感到紧张的时候,我都会这样做。吊坠是可以打开的,里面装着妈妈的照片。我不经常打开它来看,因为我太想念她了。
我穿上了妈妈留下来的红色长款外套。我一直把这件外套留着,不允许任何人把它扔掉。
外面下着大雨,密密麻麻的雨点噼里啪啦地砸在地上,我小心翼翼地走下楼梯,生怕自己在湿滑的台阶上摔倒。门前的台阶是用纯白的卡拉拉大理石做成的,再加上运输的费用,一共花费了大概四百万欧元。接着我迈步走向由钛合金制成的喷泉,这可是在爸爸的命令下,邀请世界上最厉害的艺术家杰夫·昆斯设计而成的。
出租车司机看起来似乎想赶紧向联邦警察报告,申请儿童保护,特别是这种孩子在夜晚单独外出的情况,根据法律规定,是要报告给联邦人员的。
阿宁的脸色比往常要苍白许多,看起来精神也非常紧张,甚至有点心不在焉。
在司机关上车窗离开之前,我没有和阿宁说任何话。
阿宁是个游戏高手。自从《开普勒62号》莫名其妙出现在我家之后,有几个号称是游戏高手的人先后和我联系,虽然他们各自的方式不一样,但都知道我想挑战《开普勒62号》,都表示愿意助我一臂之力。这些人会是骗子吗?我有点犹豫,但是挑战《开普勒62号》的想法战胜了一切。即使他们真的是骗子,我又会损失什么呢?不如让他们试试看。
事实上,他们玩游戏的进展比我想象的要慢许多。
其实,他们每一个都很聪明,在玩游戏上都是高手。除此之外,他们没有属于自己的生活,就和我一样。他们甚至都没有可以让人记住的名字,“游戏高手”是他们仅有的称谓。他们从不外出,生活非常简单。
阿宁有一头油腻的长发,身上穿着拖地的雨衣,乍一看,就像是某部恐怖片里的人物角色。此外,他还穿着老式的迷彩裤子,破旧的水鞋,过大的T恤衫上面写着“逗你玩”。在几个游戏高手中,只有他成功通过了最后一关。实际上,我早就猜到了。
“这是我玩过的最差劲的游戏。”他说,“我想了很多办法,一共尝试了6次才通关。所有人都能玩到第99关,但是……”
“好的,”我接着说道,“但是你通过了第100关,是吗?”
我尝试着让自己的声音听起来非常轻松。
“没错,”阿宁猛吸了一口气说道,“我成功了。”
这时,我感觉自己的心脏突然停止跳动了4下。
“然后呢?”
他呼出一口气说道:“我不太确定,不过你要知道,这可不是小事,玛丽。这根本不是什么游戏,而是……”
“进去再说。”我说。
我们一起走上台阶,通过那扇坚实的金属门,进入室内,这扇金属门之前是属于某个西班牙教堂的。进去之后,我们走下楼梯,来到了地下室的锅炉房。锅炉房十分宽敞,墙壁上装有漂亮的法式窗户,整个房间大到甚至可以装下一架塞斯纳飞机。
不过我们并不需要把飞机停在这里,我们在离主楼600米处有一块私人飞机场。主楼的后面建有游泳池,游泳池旁边是专门留给直升机起落的地方。当出现紧急情况时,使用直升机会方便很多。
阿宁停下了脚步,盯着前面两米高的火堆。
“我为这过度的奢华感到非常抱歉,只是我的爸爸希望他可以住在集教堂、哥特式建筑,以及霍格沃茨魔法学校于一体的房子里。”我说,“现在,你可以把游戏打开了。”
阿宁打开了他的笔记本电脑,开始在键盘上敲击起来。
“喂,”我说道,“你现在可以告诉我《开普勒62号》游戏最大的秘密是什么了吗?”

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