为什么天眼没看到黑洞?

用户1955666951499


现在全球的望远镜都没办法单独观测黑洞,黑洞照片的由来是利用分布在全球的8座大型天文台共同捕捉信号才成功拍到,天眼的观测波段、所处位置使得没能参加此次观测。

中国天眼是目前世界上单一口径最大的射电望远镜,可以观测非常“暗淡”的宇宙现象,设计初衷是巡视宇宙中的中性氢、搜寻脉冲星等任务,至今还在测试验收阶段,但是已经发现了几十颗脉冲星,观测灵敏度是很高的。但是用于观测黑洞还是难了点,距离地球最近的就是银河系中央的黑洞,距离地球2.6万光年,加上各种天体和星际尘埃的遮挡、黑洞周围的信号也是向四周发射的,达到地球后信号非常分散,天眼的反射面积还是小了点,加上观测波段的限制,使得天眼难以观测黑洞。

黑洞照片是利用EHT(事件视界望远镜),这并不是一台望远镜 ,而是利用分布在美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极的8台大型射电望远镜天线组成的观测阵列,将分散在地球各处的信号汇总起来,且主要观测毫米波段的信号,相当于组成了一架反射面积达到地球规模的望远镜,综合起来就超越地球上任何一台射电望远镜的观测能力。我国天眼的观测波段主要是0.3m波段的,与EHT的要求不是很相符,加上观测时需要天线同步,天眼所处的位置也使得难以加入此次观测。但这么大的天文观测项目,我国自然也参与了,在处理EHT获取的海量数据上提供了帮助。

中日韩也组建有类似的观测体系,我国天眼作为最大口径的射电望远镜,未来也可能参与类似的项目,有它的加入,对所有此类观测项目都是有好处的。


来看世界呀


此次拍摄的黑洞事件视界照片是由位于美国、智利、墨西哥、法国、格林兰岛和南极六个地方八个毫米级射电望远镜组成的观测阵列拍摄,任何单一的射电望远镜都无法完成这样的工作。这个观测阵列应用的是甚长基线干涉测量技术(VLBI),这是一项诺奖级别的技术。可以实现观测阵列等效于一台直径为地球大小的射电望远镜,唯一缺点是数据太庞大。例如这一次的首张黑洞照片在2017年4月5日-4月14日期间已经获得数据,而后续处理的时间大约用了两年。

而我国天眼没有参加这个观测矩阵的主要原因就是观测波段的问题,由于这一次观测的两个黑洞一个是距离我们5500万光年的M87中心黑洞,一个是距离我们2.6万光年的银河系中心黑洞。观测它们需要极高的分辨率,由于黑洞周围吸积盘和喷流的活跃会释放大量杂乱的信号。

只有那些频率高波长短的信号才是我们需要的,这一次事件视界望远镜定的观测波长是1.3mm,而我国的天眼观测波长是厘米级的,大约是0.3m。从这一点是就意味着天眼不会加入观测阵列。


其实还有一点大家没有注意的是事件视界望远镜早在2013年初就开始计划筹备,而我国的天眼那个时候正在建造初期,自然不会被考虑在内。现在天眼投入使用截止到18年底已发现59颗优质的脉冲星候选体,其中有44颗已被确认为新发现的脉冲星。

期待后续天眼更多的发现!



科学黑洞


天眼和其它几个大型射电望远镜因是利用地形固定在地面上,它们只能利用地球的自转与公转来巡天,因而不能长时间固定观测某个天体,或与其它望远镜同步构成更大的虚拟望远镜对空观测,因而,就其观测天域范围来说是有限的,接收波段范围也是不同的,有它的专长。


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中国的天眼是射电望远镜,射电望远镜是主要接收天体射电 波段辐射的望远镜。


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