副刊

月面上的一颗橙
黑洞真面目

第一次听说爱因斯坦与其相对论,是初中时期,当时抱着很多不解的情况下,把一本《图解相对论》的书给看完。广义相对论对重力场的种种描述,在1919年以前最著名的验证有水星近日点偏移问题及光线行径弯曲。事隔近百年,2016年的重力波发现,加上2019年4月10日公布的人类史上第一张黑洞照片,再次验证广义相对论的“实力”。

图中是有名的星系团区域,位于狮子座与处女座之间。图里的每个光点都是一个星系,而最左下角的那个就是M87星系。有兴趣了解这M87的位置与其黑洞,可以观赏这个影片https://youtu.be/9DILtg_9dcU(陈伟伦摄)

黑洞是个神秘的时空地域,就连光也无法逃离的区域。根据理论,黑洞周围会有辐射与喷流特性。而天文学家也在很多的星系上观测到这种喷流,但从未看过黑洞的真正倩影。



为了拍摄黑洞照片,天文学家们精挑细选,根据已知黑洞的大小与距离,M87星系中心的超大质量黑洞在天空中的张角是第二大的。

张角最大的是我们自身银河系中心的黑洞,但因地球到银河系中心的角度,会受到银河系盘面星系介质造成的散射影响,EHT团队目前还在分析对银河系中心黑洞的观测资料。

距离我们5500万光年的M87星系有明显的喷流,那是黑洞存在的证据,但我们从来没有分解出黑洞的模样,如今终于拍摄到其真面目了。(图片来源:NASA JPL Photojournal)

事件视界望远镜

也许很多人不知道,M87星系是我们肉眼透过小小口径9公分的望远镜也可以观测得到的星系。但里头的黑洞,犹如尝试在月面上看到一颗橙那样,因此需要靠点技巧才能拍摄得到那黑洞的照片,当中涉及使用遍布全球的射电望远镜共同观测,这就是“事件视界望远镜”(EHT;Event Horizon Telescope)计划。“事件视界望远镜”阵列,最远的两台,一台位于西班牙,另一台位于南极,形成一个近乎地球直径大小的望远镜,这才足以解析出那M87的黑洞。

这是在网络里流传的一张照片,对比了人类尝试得到清晰影像的进步过程。有很多人会说:“劳师动众全球资源,结果只摄到一张模糊的影像?”对笔者来说,这只是起步,试水温而已,更清晰的影像,希望在不久的将来可以看到(网络流传照片,源头无从考究)。

也许有人也会问,从理论中都已经计算出M87星系的黑洞长什么样了,那数据处理过程中是否会故意倾向理论值?经过关键人物——Katie Bouman在加州理工学院的一次分享中就道出了资料分析过程,这当中并不存在理论值倾向的可能性。人类对宇宙的认知,又迈进一大步,让我们更熟悉自己身在的是个怎样的环境。



按照人类对射电波望远镜的认识,2017年4月5日至11号之间,4个晚上,使用遍布全球的射电望远镜,共同观测。这样的阵列,相当于拥有一个地球直径大小的望远镜,这才足以分解出黑洞的模样。解析度是哈勃空间望远镜的4000倍。

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北半球 23 年来最耀眼的彗星

图与文·陈伟伦 (物理实验室研究员)

2020年7月才刚拉开序幕不久,太阳系里已经正在酝酿着一场天文秀供人们观赏。一颗彗星在7月3日掠过近日点(注1),从太阳观测卫星所摄的彗星影像显示,彗星亮度达到0等星(注2)的水平!

全世界的观星者闻风而动,短短的一两天,此彗星的影像已经像洪水般,汹涌澎湃的在互联网上散播。

这颗彗星是天文卫星“广域红外巡天探测器”(Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE)在执行“近地天体宽视场红外巡天”任务(near-Earth objects of Wide-field Infrared Survey Explorer, NEOWISE)期间,于2020年3月27日发现的,编号为C/2020 F3,表示是2020年3月下半月发现的第三颗彗星。

其实上述天文卫星自2020年升空以来,在任务期间已发现33颗彗星,但大多都很暗弱,只有这颗新彗星比较明亮,2020年4月,这颗新彗星定名为NEOWISE,而中文则定名为新智彗星。

曙光遮掩不了壮丽

虽然互联网自7月4日开始已充斥着此彗星的照片,配合地景更是美轮美奂,令人看了赏心悦目。根据部分天文爱好者的陈述,此彗星肉眼明显可见,就算是天空已出现了曙光,也遮掩不了彗星的壮丽。但由于地理位置的关系,赤道附近以及整个南半球地区都无法轻易的观察得到。

随着彗星目前逐渐远离太阳,在太阳西下后的西北方向,我们在马来西亚有机会可以一睹这彗星的风采,虽然亮度也许大不如前,但依然是肉眼可见的彗星。

上一次人类肉眼可见的亮彗星,是2011年的洛夫乔伊彗星(C/2011 W3 (Lovejoy)),但只有南半球的观测者才能观察得到,而北半球则是1997年的海尔-波普彗星(C/1995 O1 (Hale-Bopp))。

有鉴于全球大部分人类都居住在北半球,因此严格说来,人们已经有23年没有见过耀眼的彗星了。天文学家从观测中估算,此彗星这次“闯入”太阳系之后,因其轨道周期大约在7000年,因此,2020年7月就是观测这颗新智彗星的千载难逢的大好时机。

后记:新智彗星在7月23日掠过近地点,也就是彗星于地球距离最近的时候,所以这天很值得大家去观测这颗彗星与地球近距离“接触”的模样。

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