超大质量双黑洞并合 3年后人类或将有幸“目睹”
超大质量双黑洞在演化最后阶段的并合，究竟会是一种怎样的结果，目前还存在争议。有的理论认为，两个黑洞会像两个人面对面贴近跳舞一样，虽然距离很近，但始终无法合二为一；有的理论则认为，当两个黑洞越靠越近，随着引力波辐射散失掉大量能量，最终会无限贴近直至并合。
安涛 中国科学院上海天文台研究员
当两个超大质量黑洞逐渐靠近，并最终并合后，会发生什么？这个此前无人能够确切回答的问题，或许将在未来3年内得到答案。
不久前，中国科学技术大学蒋凝博士领衔的国际研究团队发现了一个疑似将在未来3年内完成并合的超大质量双黑洞系统。如果这一发现得到证实，它将极有可能成为人类完整观测到的第一例超大质量双黑洞并合事件，为检验黑洞演化和引力波理论提供最佳研究对象。
近日，在这一发现的基础上，一个由中国科学院上海天文台研究员安涛牵头的研究团队利用甚长基线干涉测量技术对这个超大质量双黑洞系统进行了首次高分辨率成像观测，研究了其并合前的射电结构和辐射状态，对今后对比研究双黑洞并合前后的辐射和动力学特征提供了重要参考。
“看不见”的超大质量双黑洞并合
当一颗质量是太阳几倍甚至几十倍的恒星走到生命尽头时，往往会以黑洞的形式终结一生。而双黑洞，顾名思义，便是由两个因引力作用相互吸引、绕转的黑洞组成的系统。随着时间的推移，这两个黑洞会像陀螺一样，不断旋转着向彼此靠近，最终发生双黑洞并合事件，并释放出引力波。
按照质量划分，黑洞可以大致分为3类，即恒星级质量黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。就算是最小的恒星级质量黑洞，其质量也是太阳的数倍乃至数十倍。而超大质量黑洞，其质量则会在太阳的百万倍到百亿倍之间。根据现有的观测数据，科学家认为，大质量星系中心普遍存在着超大质量黑洞。比如不久前刚刚公布首张照片的银河系中心的超大质量黑洞Sgr A＊，其质量便达到了太阳的400万倍。安涛表示：“银河系在茫茫宇宙中并不算大，有的星系质量比银河系大几千倍甚至上万倍，因此这些星系中心的黑洞质量也会更大。”
超大质量黑洞是否也会发生双黑洞并合？答案是肯定的。在等级成团星系宇宙学演化框架下，两个星系之间的并合必然会产生超大质量双黑洞。安涛向科技日报记者介绍，超大质量双黑洞在演化最后阶段的并合，究竟会是一种怎样的结果，目前还存在争议。有的理论认为，两个黑洞会像两个人面对面贴近跳舞一样，虽然距离很近，但始终无法合二为一，此时二者之间的最小间距将达到约1秒差距（1秒差距约等于3.26光年）；还有的理论则认为，当两个黑洞越靠越近，随着引力波辐射散失掉大量能量，最终会无限贴近直至并合，此时二者之间的间距约为毫秒差距，即0.001倍光年。但无论如何，双黑洞并合时二者间“亲密无间”的距离，都让直接观测超大质量双黑洞并合成为难题。“当两个黑洞之间距离过近时，就远远超出了望远镜的分辨率极限，无法直接观测成像，甚至分不清楚是一个黑洞还是两个黑洞。”安涛向记者解释道。
另辟蹊径克服直接成像困难
虽然没有办法用望远镜对超大质量双黑洞并合直接进行成像观测，但这不代表科学家没有其他手段探查其奥秘。
通常人们看到的黑洞图像，黑洞周围往往存在着一圈发光物质，那是被黑洞吸引而来的气体、碎片等，天文学中称之为吸积盘。在稳定状态下的黑洞，其吸积盘通常也呈现出相对稳定的状态。但是一旦当两个超大质量黑洞逐渐开始旋转、靠近，并形成双黑洞系统时，其相互绕转会造成吸积盘及其周围气体云团的亮度发生变化。而这一变化便可被光学和X射线望远镜敏锐地察觉到。在此基础上，结合近年来飞速发展的时域天文学，天文学家便能够以时间为序列，对亮度变化的时间特征进行分析，得到所谓的光变曲线，从而对双黑洞的某些物理性质进行深入研究。
一个引力束缚的双黑洞系统，由于轨道绕转，其光变曲线会呈现周期性特征。这样的超大质量双黑洞候选体，天文学家已经发现了很多，但它们没有一个表现出临近并合的特征。但天文学家并没有因此放弃，在不久前，蒋凝领衔的国际研究团队在近邻宇宙中发现了一个奇特的活动星系核，它的光变曲线呈现出周期衰减的震荡，在过去3年里，这一周期从一年逐渐减小到3个月。不仅如此，其光变的振幅也在逐渐减小，再结合其他观测特征和模型拟合预测的结果，该团队认为，这极有可能是一个将在3年内完成并合的超大质量双黑洞系统。人类终于有可能第一次“目睹”到超大质量双黑洞并合过程。
为了证实这个史无前例的猜想，蒋凝领衔的研究团队以及国际上的多个团队正在开展后续的多波段观测，其中射电波段跟踪观测是重要的一部分。由于该候选体的射电辐射极其微弱，只有借助拥有极高分辨率和灵敏度的射电望远镜阵列才能对其进行进一步观测。
于是，在获知这一发现后，安涛及其团队立即使用甚长基线干涉测量技术对该候选体进行了观测研究。简单来讲，甚长基线干涉测量技术是将几台独立的射电望远镜，通过组合形成一个大型射电望远镜阵列。而这台组合而成的“巨大望远镜”，其分辨率会随着望远镜之间距离增大而逐渐提高，即望远镜之间相距越远，分辨率越高。据安涛介绍，一般而言，望远镜之间的距离过远，会导致彼此间的信号传输不稳定，给后期的信号合成造成困难。但甚长基线干涉测量技术能够将每个望远镜观测到的数据进行独立记录，并汇总到一个数据中心进行分析，后期再利用特殊手段将各个望远镜的数据对齐合成，使得望远镜即使分布于全球各大洲，也不必担心受到信号传输距离的影响。
对双黑洞系统的研究才刚刚开始
蒋凝及安涛团队的一系列研究只是一个起点。超大质量双黑洞并合会产生什么结果？没有人敢下定论。释放引力波当然是最有可能的结果之一。但是不同于质量较低的双黑洞并合所引发的引力波，超大质量双黑洞并合所产生的引力波频率不在地面引力波探测器——激光干涉引力波天文台的探测范围内。不过，科学家也并非毫无办法，对于百万倍太阳质量的超大质量双黑洞并合事件，其辐射的引力波频率在毫赫兹频段，我国的“天琴”“太极”和欧洲LISA项目等未来空间低频引力波探测器都可以对其进行探测。但对于几亿到几十亿倍太阳质量的超大质量双黑洞并合产生的引力波，其频率更低，往往在纳赫兹到微赫兹之间，只能通过脉冲星计时阵列进行探测。
在安涛看来，他们的研究才刚刚开始，“我们的第一轮观测主要是为以后的研究提供最初的基准和参照。”在接下来的几年内，研究团队将持续对这个双黑洞系统进行射电谱和甚长基线干涉测量技术成像观测，为跟踪超大质量双黑洞并合前最后时刻的活动性提供关键的观测信息，以及与并合后的射电观测相比较，以期能够完整了解超大质量双黑洞并合全过程。而蒋凝与安涛也都在得出相关结果后，不约而同地在第一时间将结果与国际天文界的同行们进行了分享，希望国际天文学家共同加入，来进一步研究和检验这个非同寻常的发现。安涛说：“这个候选体的发现和研究，对于进一步理解黑洞和星系演化非常重要，我们把结果分享出去，大家一起去努力探索，无论谁有了后续结果，都是人类探索宇宙未知的进步。”
来源：科技日报
超大质量双黑洞在演化最后阶段的并合，究竟会是一种怎样的结果，目前还存在争议。有的理论认为，两个黑洞会像两个人面对面贴近跳舞一样，虽然距离很近，但始终无法合二为一；有的理论则认为，当两个黑洞越靠越近，随着引力波辐射散失掉大量能量，最终会无限贴近直至并合。
安涛 中国科学院上海天文台研究员
当两个超大质量黑洞逐渐靠近，并最终并合后，会发生什么？这个此前无人能够确切回答的问题，或许将在未来3年内得到答案。
不久前，中国科学技术大学蒋凝博士领衔的国际研究团队发现了一个疑似将在未来3年内完成并合的超大质量双黑洞系统。如果这一发现得到证实，它将极有可能成为人类完整观测到的第一例超大质量双黑洞并合事件，为检验黑洞演化和引力波理论提供最佳研究对象。
近日，在这一发现的基础上，一个由中国科学院上海天文台研究员安涛牵头的研究团队利用甚长基线干涉测量技术对这个超大质量双黑洞系统进行了首次高分辨率成像观测，研究了其并合前的射电结构和辐射状态，对今后对比研究双黑洞并合前后的辐射和动力学特征提供了重要参考。
“看不见”的超大质量双黑洞并合
当一颗质量是太阳几倍甚至几十倍的恒星走到生命尽头时，往往会以黑洞的形式终结一生。而双黑洞，顾名思义，便是由两个因引力作用相互吸引、绕转的黑洞组成的系统。随着时间的推移，这两个黑洞会像陀螺一样，不断旋转着向彼此靠近，最终发生双黑洞并合事件，并释放出引力波。
按照质量划分，黑洞可以大致分为3类，即恒星级质量黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。就算是最小的恒星级质量黑洞，其质量也是太阳的数倍乃至数十倍。而超大质量黑洞，其质量则会在太阳的百万倍到百亿倍之间。根据现有的观测数据，科学家认为，大质量星系中心普遍存在着超大质量黑洞。比如不久前刚刚公布首张照片的银河系中心的超大质量黑洞Sgr A＊，其质量便达到了太阳的400万倍。安涛表示：“银河系在茫茫宇宙中并不算大，有的星系质量比银河系大几千倍甚至上万倍，因此这些星系中心的黑洞质量也会更大。”
超大质量黑洞是否也会发生双黑洞并合？答案是肯定的。在等级成团星系宇宙学演化框架下，两个星系之间的并合必然会产生超大质量双黑洞。安涛向科技日报记者介绍，超大质量双黑洞在演化最后阶段的并合，究竟会是一种怎样的结果，目前还存在争议。有的理论认为，两个黑洞会像两个人面对面贴近跳舞一样，虽然距离很近，但始终无法合二为一，此时二者之间的最小间距将达到约1秒差距（1秒差距约等于3.26光年）；还有的理论则认为，当两个黑洞越靠越近，随着引力波辐射散失掉大量能量，最终会无限贴近直至并合，此时二者之间的间距约为毫秒差距，即0.001倍光年。但无论如何，双黑洞并合时二者间“亲密无间”的距离，都让直接观测超大质量双黑洞并合成为难题。“当两个黑洞之间距离过近时，就远远超出了望远镜的分辨率极限，无法直接观测成像，甚至分不清楚是一个黑洞还是两个黑洞。”安涛向记者解释道。
另辟蹊径克服直接成像困难
虽然没有办法用望远镜对超大质量双黑洞并合直接进行成像观测，但这不代表科学家没有其他手段探查其奥秘。
通常人们看到的黑洞图像，黑洞周围往往存在着一圈发光物质，那是被黑洞吸引而来的气体、碎片等，天文学中称之为吸积盘。在稳定状态下的黑洞，其吸积盘通常也呈现出相对稳定的状态。但是一旦当两个超大质量黑洞逐渐开始旋转、靠近，并形成双黑洞系统时，其相互绕转会造成吸积盘及其周围气体云团的亮度发生变化。而这一变化便可被光学和X射线望远镜敏锐地察觉到。在此基础上，结合近年来飞速发展的时域天文学，天文学家便能够以时间为序列，对亮度变化的时间特征进行分析，得到所谓的光变曲线，从而对双黑洞的某些物理性质进行深入研究。
一个引力束缚的双黑洞系统，由于轨道绕转，其光变曲线会呈现周期性特征。这样的超大质量双黑洞候选体，天文学家已经发现了很多，但它们没有一个表现出临近并合的特征。但天文学家并没有因此放弃，在不久前，蒋凝领衔的国际研究团队在近邻宇宙中发现了一个奇特的活动星系核，它的光变曲线呈现出周期衰减的震荡，在过去3年里，这一周期从一年逐渐减小到3个月。不仅如此，其光变的振幅也在逐渐减小，再结合其他观测特征和模型拟合预测的结果，该团队认为，这极有可能是一个将在3年内完成并合的超大质量双黑洞系统。人类终于有可能第一次“目睹”到超大质量双黑洞并合过程。
为了证实这个史无前例的猜想，蒋凝领衔的研究团队以及国际上的多个团队正在开展后续的多波段观测，其中射电波段跟踪观测是重要的一部分。由于该候选体的射电辐射极其微弱，只有借助拥有极高分辨率和灵敏度的射电望远镜阵列才能对其进行进一步观测。
于是，在获知这一发现后，安涛及其团队立即使用甚长基线干涉测量技术对该候选体进行了观测研究。简单来讲，甚长基线干涉测量技术是将几台独立的射电望远镜，通过组合形成一个大型射电望远镜阵列。而这台组合而成的“巨大望远镜”，其分辨率会随着望远镜之间距离增大而逐渐提高，即望远镜之间相距越远，分辨率越高。据安涛介绍，一般而言，望远镜之间的距离过远，会导致彼此间的信号传输不稳定，给后期的信号合成造成困难。但甚长基线干涉测量技术能够将每个望远镜观测到的数据进行独立记录，并汇总到一个数据中心进行分析，后期再利用特殊手段将各个望远镜的数据对齐合成，使得望远镜即使分布于全球各大洲，也不必担心受到信号传输距离的影响。
对双黑洞系统的研究才刚刚开始
蒋凝及安涛团队的一系列研究只是一个起点。超大质量双黑洞并合会产生什么结果？没有人敢下定论。释放引力波当然是最有可能的结果之一。但是不同于质量较低的双黑洞并合所引发的引力波，超大质量双黑洞并合所产生的引力波频率不在地面引力波探测器——激光干涉引力波天文台的探测范围内。不过，科学家也并非毫无办法，对于百万倍太阳质量的超大质量双黑洞并合事件，其辐射的引力波频率在毫赫兹频段，我国的“天琴”“太极”和欧洲LISA项目等未来空间低频引力波探测器都可以对其进行探测。但对于几亿到几十亿倍太阳质量的超大质量双黑洞并合产生的引力波，其频率更低，往往在纳赫兹到微赫兹之间，只能通过脉冲星计时阵列进行探测。
在安涛看来，他们的研究才刚刚开始，“我们的第一轮观测主要是为以后的研究提供最初的基准和参照。”在接下来的几年内，研究团队将持续对这个双黑洞系统进行射电谱和甚长基线干涉测量技术成像观测，为跟踪超大质量双黑洞并合前最后时刻的活动性提供关键的观测信息，以及与并合后的射电观测相比较，以期能够完整了解超大质量双黑洞并合全过程。而蒋凝与安涛也都在得出相关结果后，不约而同地在第一时间将结果与国际天文界的同行们进行了分享，希望国际天文学家共同加入，来进一步研究和检验这个非同寻常的发现。安涛说：“这个候选体的发现和研究，对于进一步理解黑洞和星系演化非常重要，我们把结果分享出去，大家一起去努力探索，无论谁有了后续结果，都是人类探索宇宙未知的进步。”
来源：科技日报
【美国top 50，国内唯一一位】
恭喜恭喜陈同学，拿到了美国伦斯勒理工大学技术商业化及创业学专业offer！针对陈同学曾经做过很多创业项目，选校老师为她规划和分析了一系列学校要求！陈同学属于雅思准备相对较晚的，由于这个原因，使她成为申请的最后一个提交申请最后一个拿到面试的学生！于是选校老师认真帮她进行面试对练，希望能好好抓住机会！最好陈同学优秀的表现，获得了学校的认可，与此同时面试官还告诉她，陈同学是该项目唯一一个中国拿到offer的学生！非常荣幸！
恭喜恭喜陈同学，拿到了美国伦斯勒理工大学技术商业化及创业学专业offer！针对陈同学曾经做过很多创业项目，选校老师为她规划和分析了一系列学校要求！陈同学属于雅思准备相对较晚的，由于这个原因，使她成为申请的最后一个提交申请最后一个拿到面试的学生！于是选校老师认真帮她进行面试对练，希望能好好抓住机会！最好陈同学优秀的表现，获得了学校的认可，与此同时面试官还告诉她，陈同学是该项目唯一一个中国拿到offer的学生！非常荣幸！
#邢台身边事##邢台[超话]##邢台爆料# 邢台市柏乡县固城店镇北江村，村北砖窑污染严重，物料成品大面积无覆盖裸露，扬尘危害附近生活村民生态健康，北邻古沙河内的水源被扬尘污染严重，由于扬尘多为细小的颗粒物，而扬尘中颗粒物的主要成分多为一些非金属氧化物以及硫化物等。由于空气中粉尘浓度很大，在人为施工活动以及自然风力条件的影响下，会随着空气流动起来，扬尘由于颗粒体粒径十分微小，在被植物表面吸附后，会致使植物枯萎死亡，如果被人类和动物误食的话，可能会引起人和动物的中毒。而空气中的粉尘含量过高，当发生自然降水时，还可能形成腐蚀性较强的酸雨，这对植物的生长无疑是灾难性的的，还会腐蚀建筑、树木等。 当颗粒体进入到人体内时，由于粉尘的化学性质，这将会引起人身体内的一系列的疾病，甚至危害人类的生命安全！具体来说，由于施工过程中，将会产生大量的建筑扬尘，这会使空气中粉尘浓度大量升高，当浓度很高的粉尘随着空气进入到人体内的呼吸道系统时，会造成人身体所患肺癌以及支气管疾病的几率大大增加。据卫生部2000年1月不完全统计，我国尘肺癌患者已累计达到55万人，是世界其他国家尘肺癌患者人数的总和。其中已经死亡13万人，而新发现尘肺癌的患者仍在每年以1.5万至2万的数量增加，国家每年因为尘肺癌直接造成的经济损失高达50多亿元 。扬尘还可以携带细菌和病毒，成为传染疾病的媒介，加快传染病的传播速度。可见扬尘问题已经严重威胁甚至危害危害到人类的身体健康！
随着社会的进步，人们对于生活质量的要求也与日俱增，但是建筑扬尘必然会影响到人们所处的生态环境和正常的生产以及生活，这也将会可能将会引发一些建筑工地周围的民事赔偿和补助问题，如果解决的不够及时或者不能让附近居民得到满意的补偿，可能会影响到建筑单位施工进度以及施工质量，还会由于可能发生的民事补偿问题而大量增加施工单位的投入成本，这无疑也是对于施工单位的一个巨大的损失。 施工现场，工地现场道路由于扬尘问题导致路面的不平整，也会增加运输车辆的磨损和耐久度，使得车辆的保养维修费用增加，从而造成施工成本增加。 建筑扬尘还会威胁到城市地区的发展，因为大量的扬尘污染，是必会影响到该城市的游客人数，造成旅游业收入的降低，这不仅限制了旅游业在该地区的顺利发展，还会导致该城市的招商引资的号召力大大下降，极大地破坏了城市的经济发展。 由此可见建筑扬尘对人类生产生活以及施工单位的损害都是显而易见而且十分巨大的，这也充分说明科学有效治理扬尘问题十分紧迫以及必要。 还望相关部门对该地加强监管。
随着社会的进步，人们对于生活质量的要求也与日俱增，但是建筑扬尘必然会影响到人们所处的生态环境和正常的生产以及生活，这也将会可能将会引发一些建筑工地周围的民事赔偿和补助问题，如果解决的不够及时或者不能让附近居民得到满意的补偿，可能会影响到建筑单位施工进度以及施工质量，还会由于可能发生的民事补偿问题而大量增加施工单位的投入成本，这无疑也是对于施工单位的一个巨大的损失。 施工现场，工地现场道路由于扬尘问题导致路面的不平整，也会增加运输车辆的磨损和耐久度，使得车辆的保养维修费用增加，从而造成施工成本增加。 建筑扬尘还会威胁到城市地区的发展，因为大量的扬尘污染，是必会影响到该城市的游客人数，造成旅游业收入的降低，这不仅限制了旅游业在该地区的顺利发展，还会导致该城市的招商引资的号召力大大下降，极大地破坏了城市的经济发展。 由此可见建筑扬尘对人类生产生活以及施工单位的损害都是显而易见而且十分巨大的，这也充分说明科学有效治理扬尘问题十分紧迫以及必要。 还望相关部门对该地加强监管。
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