视频:赵永恒详解逃离黑洞的星星

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发布时间:2015年09月14日23:36 来源:新浪财经

所属专辑:CC讲坛——创新引领未来传播改...

简介:

  新浪财经讯 由北京君和创新公益基金会创办的公益性讲坛——CC讲坛于8月9日下午在北京举行。中国科学院国家天文台研究员、博士生导师、国家重大科学工程LAMOST项目负责人赵永恒在发言时表示,我们天文学家都认为银河中心有个超大黑洞,巨大的黑洞在里边,别的星都速度很低在绕,这么大一个速度,肯定跟银河系的黑洞有关系,所以我们大家把它叫做逃离黑洞的星星。

  以下是文字实录:

  赵永恒:今天发表了一个天文的新发现,就是说发现了一个离我们地球最近的超卫星,这个新闻公布了以后,美国的网站转播,引起了不小的影响,在5月份新闻发表会上说,那么我要讲的是《逃离黑洞的星星》。天文学是非常古老,而且比较现代的一种科学,它主要通过观测,比如说我们天体的类型,天体的结构,还有天体的形成和演化,这些用的都是我们天文学的课题。

  那么中国在古代应该说天文学非常发达的,也取得了辉煌成就的,在古代天文学里面。那么我们中国天文学应该在中秋战国时期已经是非常辉煌了,那么历经两千五百年的样子,最近十来年我们通过考古发现,中国的天文学起源要早于这个时间,在山西遗址,从考古里边发现了古观测台,来定今年哪一年开始,我们元旦或者春节开始,定季节,大概定了20个节气,我们现在是24个节气。那么这个时代是什么时候?是差不多将近四千一百年,比夏商周这个还要早,夏之前一般大家猜测是尧时代的古观测台。那么这个是在山西除了看太阳以外,还研究月亮的规律,所以这个应该是世界上最古老的一个天文台的遗址,这就说明我们古代天文学起源非常早,之后有非常辉煌的成就。

  那么到了四百年的时候,就是伽利略发明了望远镜,大家把望远镜的发明作为现代天文学的开端,四百年往后就是现代天文学了。那么作为天文学来说,这个工具非常重要,那么像望远镜,像伽利略这个望远镜是一个折射望远镜,大家平常用观具用的小的望远镜,大概都是有这种折射望远镜来构成的,由透镜构成的。那么折射望远镜发展下来以后由于材料的限制,最大的口径只能做到一米,那么现在用的更多望远镜是牛顿发明的,叫反射望远镜,这是第二个,就是牛顿发明的反射望远镜。这个望远镜现在发展很快,当时做完不久英国就发明望远镜的人把它做成1米8,后来苏联做过6米的口径望远镜。那么再到90年代的时候,美国开始做到10米的望远镜,直径越来越大,欧洲做到8米。

  当然的话四百年发展下来以后的话,我们在地面上做的望远镜,大家可能最知道的,这放了普遍的是叫开普勒望远镜,那么其他的太阳系,也会看到有些成果,这叫开普勒望远镜。那么世界还有一些望远镜,无线电望远镜。这就是我们天文学现在都是用这些工具来进行观测研究,天文学我们把它叫做观测的科学,背后需要很多的理论来进行研究和分析。

  那么在观测宇宙过程中,因为宇宙非常庞大,非常遥远,所以我们每一个望远镜观测的方式是不一样的,现在望远镜越做越大,刚才我们说从5米做到8到10米,下面还要继续考虑更大的望远镜,做到以后聚光非常强,能收集更多的光,能看到更暗的天体,暗的天体就是远的天体,研究宇宙有近的有远的,研究不同的地方。那么同时这个大望远镜的好处,就是看得细节越清楚,看得更远更清楚,随着技术发展大家都在做各种各样大的望远镜。

  但是这些大型望远镜它有一个特别的,望远镜做大以后我们说市场比较小,就是观测区域偏小,如果大家用相机的话,你把长焦拉小看得越小,这是一个问题,我们既想看得更深更远,但是我们也希望看得更广,这是个矛盾,如何把望远镜做得很大,同时又把视角做得也很大,那么这是需要创新,那么这种创新就是我们叫做LAMOST,我们中国人自己的创新。

  这LAMOST最早提出是在1992年提出的,这种望远镜我们叫做一种新型望远镜,就是王苏醒,这个我们做的口径大,它的视角大,这个创新以后国家在1996年批准立项,2000年开工,现在做成了。

  那么这个是望远镜它的外观一个照片,这是一个比较特殊的望远镜,构成一个成像系统,将来能够把天上的星星落在那儿可以拍照片,可以拍光谱,来做这些事情。

  那么经过我们这个望远镜的特点,现在可以把它称作叫口径最大的望远镜,或者在世界上叫广角望远镜里边的,它是最大的。那么这里面可以看到这是一个差不多5米大小的镜面,旁边有个人做对比,看到大小,那么这是世界上最复杂的镜面,它的做得非常精密,我们刚才说到了这个特点。

  那么刚才说比如现在世界五米的望远镜,八米十米望远镜,它的天文观测大概0.5度大小,那么大小就是月亮,你眼睛看就是月亮的大小。那么LAMOST能做到10倍,就是一百个月亮,等于我们LAMOST拍一次就等于别的拍一百次,这个望远镜非常有用,口径比较大,镜面差不多六米的镜面,国际是八米到十米,我们六米镜面,特别适合做天文工作。

  在焦面上,一般我们可以拍照片,或者拍成片,但是LAMOST比较特殊,它放了很多光纤,让光纤带着它去对上星,再后来把星光传到拍光谱,这是特殊的,所以我们把它叫做光谱成天望远镜。在国际上之前美国人用了六百光纤,可以拍六百多,我们可以派四千,所以我们把LAMOST叫做世界上光谱获取率最高的望远镜。为什么叫做光谱?光谱就是把白光变成七色光,像彩虹那样的。我们能知道天体物理条件,比如温度有多高,密度有多大,压力有多少,这些都可以做。另外我们可以测速度,看红外移动,看天体的移动速度。特别是遥远天体,我们可以看距离。

  如果有了LAMOST这么强有的一个设备,刚才说国际是第一的,市场也很大,口径也很大,拍光的效率很高,这样我们发现超高星,那么这是LAMOST第一发现的。那么这个超高星的含义就是说它的速度跑得非常快,能够逃出银河溪,这是一个。我们银河系里边总共有上千亿个恒星组成的,那么它看起来,这些星绕着银河系转,成一个盘子,也就是光传一次要走十万年,然后我们看在这个盘的一半的地方,就是太阳离银河系是2.6万光年。但是会发现少数星,它那个速度就很高,也就是说它完全能够逃出银河系,那么这些星就很奇特,大家都在讨论这些星星到底是怎么来的。

  那么对天文学的发现来说,刚才说我们做了光谱,能测出速度来,就会发现我们大概在里边在一百多万的光谱里边,恒星光谱里发现这颗星速度非常高,比原来恒星速度要更出两三倍来。那么这颗星速度最高每小时230万公里的速度,也就是一分多钟能够绕地球跑一圈,它的速度非常快。

  那么这种天体在近十年发现以后,大概全世界发现了20颗,我们LAMOST发现第一颗。然后有了光谱还能测出距离来,我们知道这颗星在银河系里的位置,我们可以反推,从哪跑出来的,指到银河中心,银河中心我们天文学家都认为中心有个超大黑洞,巨大的黑洞在里边,别的星都速度很低在绕,这么大一个速度,肯定跟银河系的黑洞有关心,所以我们大家把它叫做逃离黑洞的星星。

  那么黑洞来说,实际上天文学就是这个黑洞由于它引力足够强,光都逃不出去,物质里边最快的是光,它的速度要大于光,所以在天文学根本看不到黑洞。那么怎么去发现黑洞?那么就是像一般的恒星来说,就是恒星死亡的时候也会形成黑洞,比如说我们太阳死亡的时候形成巴星,也就压到10公里,然后如果更大的就最后死亡变成黑洞了,那就变成3公里,那是我们恒星的黑洞。但是在星系中心里边,一般在星星形成的时候都有一个大黑洞,那么这个我们叫超大质量黑洞。那么现在经过十来年,天文学家观测银河系中心,因为黑洞看不见,看中间的星,通过这些观测算出轨道,可以测出中心质量是四百万倍的太阳质量。

  我们在银河系恒星,还有将近一半的恒星都是双星组成的,一般像我们看是个半星,还有双星,这个双星就会落到黑洞里,如果双星落到黑洞里就是比较复杂的一种情况。如果两个双星转得很好,到了黑洞这儿它就被黑洞扰了变成三体,就叫复杂的现象。如果这两个恒星靠得近了,就解散了,另一颗就很高的速度弹出去,这个叫超高星,目前产生超高星就是因为双星跟黑洞的相互作用,黑洞吃了一颗星,另一颗弹出来了。

  那么这种概率并不是很大,因为它必须双星到黑洞附近才有可能被它吞噬掉,大概十万年有一颗,我们LAMOST发现了一颗。我们对卫星研究,研究它的轨道,都做了一些研究。这就是我们这颗星就这样逃离。

  那么在LAMOST实际上主要刚才说做光谱,那么它的特点就是我们要把星星做一个普查,普查的速度就是一年一百万颗,那么在这之前全世界大概做过比如一般做几万颗,做几十万颗,美国他们是十八年时间做了一百多万颗,我们一年做一万颗,一百万颗,这样速度非常快,我们LAMOST方式就是守株待兔,等着星星转过来我们就拍。

  那么这就是我们2011年开始做的先导巡天,刚才说这一圈大小直径十个月亮的大小,做了70万个天体的光谱,第二年我们做了170万,到了今年5月份我们已经做到了300万,那么现在这个速度300万天体的速度已经是LAMOST之外的,全世界其他所有望远镜做的光谱率的总和,还要超过它的数,我们做到全世界最大的天体光谱数据库,我们天文学家就可以做一些研究,我们最开始讲美国的,中美双边研究,共同发现,做光谱数据库,现在这个合作越来越多。

  那么有了LAMOST强有力的创新,天文设备,然后经过几年的巡天,获取大量的数据,这样会大大推动整个天文界天文学的发展,我也相信随着大家对更多经济实力的发展,望远镜整体的发展,大家对天文学的关心、支持,会有更多的天文学,应该像古代天文学辉煌一样我们再创辉煌。好,谢谢大家!

 

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