首張黑洞照片就要公佈了,但照片是怎麼照出來的?這個事件望遠鏡又是什麼原理工作的?

雲開月清明


這幾天關於首張黑洞照片的新聞熱度一直在升啊,照片還沒出來,各個媒體就已經連續報道了好幾天了。在這裡關於黑洞的問題就不多說了,文章已經夠多了。

拍攝第一張黑洞的使命落在了事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,簡稱EHT)上,不過這事件視界望遠鏡並不是我們傳統印象中的光學望遠鏡或者像大鍋那樣的射電望遠鏡,它是一個由很多臺射電望遠鏡天線組成的一個觀測陣列,這是基於射電甚長基線干涉技術(very-long-baseline interferometry,VLBI)發展起來的一項全球合作工程。簡單的說,就是儘量多的將全世界的射電望遠鏡“連接組合”成一張大網,每次觀測都將目標同時對準一個對象,這樣的組合就相對於一臺這張“大網”那麼大口徑的射電望遠鏡,從而可以獲得比單獨一臺望遠鏡分辨率更高的觀測效果。

自從建立EHT的合作項目計劃提出以來,全世界很多國家的研究機構都有所參與,我國當然也不例外,例如上海天文臺65米的射電望遠鏡其綜合性能也是名列前茅的。目前,EHT已經組建成了全球性的巨大觀測網絡,這相當於一個地球直徑那麼大口徑的巨型天線。其中分佈在西半球8處大型射電望遠鏡極其陣列組成的觀測網絡成為了EHT的“主力”,我們可以簡單瞭解下這“八大主力”。

1、阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,ALMA),位於智利北部海拔4576~5044米的查南託高原,由64臺口徑12米的天線組成,

2、南極巡天望遠鏡(South Pole Telescope),這是由我國自主研發的首臺全自動無人值守望遠鏡,位於南極大陸冰蓋最高點冰穹A(DOME A)西南約7.3公里(崑崙站附近)海拔4087米,這是一臺大視場折反射望遠鏡光學系統,有效觀測口徑為50釐米。

3、阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡(Atacama Pathfinder Experiment,APEX),同樣是位於智利的查南託高原上,距離ALMA不遠,主天線為12米的亞毫米波段天線。

4、大型毫米波望遠鏡(Large Millimeter Telescope),位於墨西哥波伯拉州海拔4500米的西耶拉火山頂,主天線口徑達50米,整體重達2500噸,其主要任務是探測宇宙大爆炸後殘存的電磁輻射。

5、位於美國亞利桑那州的亞微米波望遠鏡(ubmillimeter Telescope,SMT),天線直徑為10米,雖然不算很大,但工作效率很高。

6、麥克斯韋望遠鏡(James Clerk Maxwell Telescope,JCMT),位於美國夏威夷冒納凱阿火山,天線直徑15米。

7、亞毫米波望遠鏡(Sub-millimeter Array,SMA),也是位於美國夏威夷冒納凱阿火山,由八個直徑6米的無線電望遠鏡組成。

8、西班牙30m毫米波射電望遠鏡,位於西班牙南部百萊達山上,天線直徑30米。

以這些望遠鏡為主的觀測網,EHT可以提供比哈勃望遠鏡分辨率高近1000倍的目標圖像(非可見光波段),這就可以是其觀測到最後進入黑洞事件視界的一些旋流,雖然黑洞本身依然是不可見的,但是在宇宙深空的背景中也許可以“看”到一個黑色的輪廓。當然,也有可能看到黑洞輻射的能量噴流。其實,EHT就是儘量捕捉黑洞周圍環境的清晰圖像以襯托出黑洞的“影像”。當然,具體是什麼樣的,很快就會知道了。


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