【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#

作为资生堂配方师,防晒是我的老本行了,
今天就跟大家讲一件事,防晒剂的用量。
很多人涂防晒霜,就像在交作业:挤一点,对着脸三下五除二,完事了!
涂完就屁颠屁颠开心出门,仿佛拥有了金钟罩,太阳光对这张脸「百毒不侵」了。
但总是等到过完一个夏天五一假期,才发现自己怎么黑了两个度?
这时候,是该怪防晒霜选的不够好,还是怪自己出门太多。可能统统不是,只是
防晒霜没涂够!
不信?我们找了 3 位小姐姐演示了下平时上班前涂防晒霜的量,小姐姐们可是觉得自己妥妥涂够了。
然而真相是:
三位小姐姐没有一个涂够的!脸部的涂抹量要 0.9~1 克才够啊!最少的这位连一半都没到!

防晒霜涂一半,只能起到 30% 的效果,浪费!
防晒产品的使用标准是每平方厘米 2 毫克,只有凃够量,才能达到包装上标注的「SPF」、「PA」效果。
然而根据统计,实际生活中,大家使用防晒霜的量大概只有每平方厘米 0.5~1.2 毫克,连一半的量都没用到……
那么问题来了:防晒霜涂不够,会怎样呢?
变黑!变老!浪费钱!
空军总医院刘玮教授的研究表明,当防晒霜涂抹量不够的时候,防晒效果不是直线慢慢递减的,而是呈指数级的锐减。
例如,如果你有一支夏日必备的高 SPF 值(30 及 30 以上) 的防晒霜,但每次只用标准量的一半(每平方厘米 1 毫克),最终的防晒效果只有可怜的 30%。
花了 SPF50 的产品价格,结果却相当于用了 SPF15 的产品,不仅浪费钱,更伤脸啊!
即使用量增加到 1.5 毫克/平方厘米,也就是标准量的 3/4,也才能达到 50% 的防晒效果。
少涂点防晒不会帮你省钱,反而会因为紫外线防护不到位,带来皱纹、斑点、肤色不均等问题……花掉更大一笔钱。

防晒霜为什么要涂够,每平方厘米 2 毫克?
因为每款防晒产品上标注的 SPF 和 PA 值,就是以涂抹每平方厘米 2 毫克为标准测量出来的。
如果不按照这个量使用,防晒产品的 SPF 和 PA 值就没有意义了。
我国 2015 版《化妆品安全技术规范》中规定,每一款防晒产品标识的 SPF 值和 PA 等级的测定方法是这样的:
首先按照每平方厘米 2 毫克的量涂抹在皮肤上。
举个例子:
假设测试的人不涂防晒时,皮肤在紫外线照射的情况下,晒了 10 分钟就会出现红斑。
如果按照标准量涂抹了 A 防晒霜之后,他在 150 分钟之后才会晒伤(出现红斑),那么这款防晒霜就被定级为 SPF = 150 / 10 = 15。
如果另一款产品 B 是在 500 分钟后晒伤的,那么这款防晒霜就被定级为「SPF 50」。
因此,想要防晒产品达到标签标注的保护效果,就必须要涂够每平方厘米 2 毫克。

那……每平方厘米 2 毫克到底是多少?一个人涂多少才够?
了解了涂够防晒霜的重要性,很多人可能还是不知道该涂多少,毕竟没办法对着脸一厘米一厘米地算。
想知道自己的脸有多大?其实可以简单通过两个公式算出来:
第一步,先估算出自己的整体表面积:
假设 1 个小姐姐的身高是 160 厘米,体重 50 公斤,那么我们预估她的人体表面积就是 1.49 平方米。
第二步,算出暴露在外(需要涂防晒)的面积,借鉴人体表面积的九分法:
然后根据推荐的用量,就可以计算出每个部位所需要涂多少防晒霜了。

例如,大家最在意的脸通常占人体的 3%,也就是 447 平方厘米,脸部大概要用:
447*2 / 1000 = 0.9 克
当然,这只是个均值估算……脸大的话,可能需要再多挤一点 (例如 1 克)。
我们开头推荐的 1 克左右的用量就是这么算出来的!如果准备出门爬山、游泳等户外运动,别忘了身体的其他部位。
大致可以按照把身体 11 等分的方式来涂抹,每一部分都是 9%,也就是涂 2.7~3 克左右。

涂多少量,看这张图就够了
很多小伙伴可能会说「也没办法每次都称重啊,怎么知道自己涂够了没?」
给大家推荐 2 个直观的肉眼判断方法(0.9~1 克的防晒霜涂一张脸):
➊ 涂抹一元人民币的大小
➋ 或者两个手指单位
我们选择了 3 种常见的防晒产品,用推荐的 2 种方式给大家展示到底多少才是用够(以下展示为一张脸的用量)。

通常,如果只是上班通勤,一瓶 50 毫升的防晒霜,一个月也该用完了。
要是你家的防晒霜两个月都还没用完,你的防晒霜真的没涂够!就别怪这个夏天为什么又黑又长斑了!

养儿不防老,防晒才防老!挤防晒的时候千万别手软。
最后关于防晒,我们还整理了很重要的 5 个防晒要点,赶紧拿好笔记本记下来吧:
➊ 涂抹防晒霜别忘了耳朵,脖子,手,脚。
➋ 在上午 10 点至下午 2 点之间尽量不要出门,这是太阳光线最强烈的时间。
➌ 硬防晒也很重要,穿上衣服遮盖暴露在阳光下的皮肤,例如长袖衬衫,裤子,太阳镜和宽檐帽。
➍ 日常通勤使用 SPF15 及以上的防晒霜,如果户外运动可以选择 SPF 30 及以上的产品。
➎ 如果一直在户外,每两个小时重新涂一次防晒霜。
#全民护肤月##新知圆桌##如何选择适合你的防晒#微博新知博主#

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