【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#

#周深[超话]#[兔子]#周深唱的克卜勒仿佛穿越星际#
咱克卜勒被超了
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咱们的收听人数不如人家 连1000都不到[苦涩]
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《假如我一般穿越成百里二郎》51:

“枉我在不良井出生长大,却从不知不良井里有通往外面的地下暗河。”高秉烛看着百里二郎带来的神都舆图感慨着。丑叔也探头看着那张舆图,转而问百里二郎:“这张神都舆图并没有画出水系,百里二郎又是怎么知道不良井下有地下暗河呢?”

“我第一次来不良井时,注意到这里有河道活水,既然有活水,自然有来的源头,亦有河水的去处……”王一博解释道,“所以那一次我与月华君一起顺着河水流淌的方向一路寻去,发现河水流入一个黑黢黢的山洞。当时月华君想进去一探究竟,被我阻止了。”

丑叔拍手赞道:“不愧是百里二郎,知道权衡利弊,没有擅自进去勘查,不良井里的河水流入的那个山洞,里面都是岔路河流,还有当年宇文大匠留下的机关,不熟悉的人进去,就是有进无回。”

王一博脸一红,想了想就没提当日是因为自己怕黑所以才没进去,干咳几声化解心虚,立刻转了话题道:“春秋道当年将高秉烛排挤出不良井,自然不是宋凉利用不良井铸造兵器这么简单,我想,他们想要的,就是这条暗藏机关的地下暗河山洞。”

“把持住不良井,再在这里藏匿些什么东西,就太容易了……比如,利用河流水系把炼制成的伏火雷霆运入神都?”高秉烛也是一点就通的,他首先想到了那威力巨大的伏火雷霆。

“丑叔,除了宋凉,春秋道还有谁能和你联络?”王一博和高秉烛对视一眼,又问丑叔。丑叔摇摇头:“其实我并不跟他们直接联络,每次有什么事需要我去做,都会在我经常躺着的佛像脚下留个纸条。”

“那么,就拜托丑叔继续守在不良井,看春秋道还会让你做什么。”王一博伸手打了一个响指,“春秋道有连山诀,他们对神都很熟悉,我们无法预料他们下一步会怎么做,只能守株待兔。”

“二郎怎知春秋道有连山诀?”丑叔又问。王一博从怀中拿出连山诀递给丑叔:“这是高秉烛从春秋道的别院找到的。”

“这是连山诀,只是,还少了四句。‘神都相阴起址,涉阳三寸无关。不求左右明阔,唯凭天枢司南’。后面还有这四句才是完整的连山诀!”丑叔看着百里二郎给他的连山诀说。

对啊!王一博心中一亮!这个剧他拍完一年了,很多东西都忘记了,虽然总觉得高秉烛拿到的连山诀好像少点什么,但经丑叔一提,才想起原来是缺少了四句口诀!可是……

“这连山诀不是前朝宇文大匠所编制的神都地势水系口诀吗?这四句话提到天枢,天枢可是圣人称帝之后才建造的呀?”王一博还是心中有疑惑。

丑叔愣了愣,又低头仔细看了看那张连山诀,诧异不已:“你拿到的这个连山诀,上面的字迹是前太子李愚的真迹!我因为从徐敬业谋反时就被当作前太子推出来,学过太多、见过太多前太子的真迹,所以绝不会认错!可见前太子当年也研究过前朝宇文大匠留下的连山诀……说来惭愧,我虽是连山堂副堂主的后人,因战乱流失,我祖上只传下神都水系舆图和舆水支的诸如龟息丹之类的物件儿,还真没见过真正的连山诀。”

“那就是说,丑叔所说的这四句连山诀,并不是连山诀原本的内容?那是谁加进去的呢?又是为什么加进去呢?”王一博眉头紧锁,他总觉得有什么不对。

“多这四句的连山诀,是宋凉说的,他说是他们的掌春使翻阅无数前朝典籍推敲出来的,还向我求证真伪,我哪里知道真伪,就敷衍了事的说是真的。”丑叔也觉得这里面隐含着什么问题。

“掌春使……”王一博口中喃喃自语着。这位兄长,在整个春秋道中隐藏的最深,谋划的也深啊!高秉烛没想那么多,却道:“多加了四句,说不定是为了掩人耳目,让人把心思放在这四句话里,却忽略了其他。”

“神都‘七天’,天堂至伟、天枢至高!”王一博又看回自己带来的神都舆图,“这四句口诀把关注点都集中在天堂和天枢之间的范围,让世人都以为春秋道会把目标定在天堂,假若朝廷察觉了他们的图谋,也会因此而把防范目标定位在天堂与天枢之间的范围……那么,他们若是在别处动手脚,就神不知鬼不觉了……”

“那春秋道的真正目的是……”高秉烛恍然大悟,“你之前就让月华君去严加防范含嘉仓……含嘉仓号称‘天下第一粮仓’,万一春秋道毁掉了含嘉仓,那神都必将动荡不安,这些逆贼就有机可乘了!”

“若是他们的目标是含嘉仓,那春秋道要利用不良井做什么呢?”丑叔心中惶然,他此刻最担心不良井乡亲们的安危,而若是神都动荡,不良井也会受到波及。

王一博指着舆图上含嘉仓的位置道:“含嘉仓地势高,不易被水患滋扰,损坏粮食,所以,就算含嘉仓周围有泄城渠、谷水和瀍水,也不怕水患,反而利用水路方便运粮。若是春秋道打含嘉仓的主意,会不会也利用水路把含嘉仓的粮食偷梁换柱给运出来?”

丑叔枯瘦的手也指着舆图,顺着含嘉仓外的水路往下走,直到不良井的位置停下:“二郎是说,他们很可能利用不良井通往外面的地下暗河水路,把含嘉仓的粮食运进不良井的那个机关暗布的山洞?”

“没错!”王一博双手一拍,“一夜之间搬空含嘉仓的粮草,神都会怎样?若是再给含嘉仓添把火,让全神都的百姓都知道他们的粮仓被毁,无粮可吃,朝廷会不会乱?春秋道再趁乱……”他单手比了一个手刀砍向舆图中的宫城位置,抬眼看着另外两人。

“百里二郎,你看起来…不像担忧的样子……”高秉烛搞不懂百里二郎为何忽然有点小亢奋。

“我们既然推测出了春秋道的图谋,何不将计就计,给他们来个反杀?”王一博粲然一笑,“他们不知道丑叔现在是咱们的人了,他们也不知道咱们摸到了他们的底牌!现在是他们在明,我们在暗了!高秉烛,敢不敢跟他们拼一场?”

“有何不敢?”高秉烛也露出了难得一见的笑容。


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