為什麼天眼沒看到黑洞?

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現在全球的望遠鏡都沒辦法單獨觀測黑洞,黑洞照片的由來是利用分佈在全球的8座大型天文臺共同捕捉信號才成功拍到,天眼的觀測波段、所處位置使得沒能參加此次觀測。

中國天眼是目前世界上單一口徑最大的射電望遠鏡,可以觀測非常“暗淡”的宇宙現象,設計初衷是巡視宇宙中的中性氫、搜尋脈衝星等任務,至今還在測試驗收階段,但是已經發現了幾十顆脈衝星,觀測靈敏度是很高的。但是用於觀測黑洞還是難了點,距離地球最近的就是銀河系中央的黑洞,距離地球2.6萬光年,加上各種天體和星際塵埃的遮擋、黑洞周圍的信號也是向四周發射的,達到地球后信號非常分散,天眼的反射面積還是小了點,加上觀測波段的限制,使得天眼難以觀測黑洞。

黑洞照片是利用EHT(事件視界望遠鏡),這並不是一臺望遠鏡 ,而是利用分佈在美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極的8臺大型射電望遠鏡天線組成的觀測陣列,將分散在地球各處的信號彙總起來,且主要觀測毫米波段的信號,相當於組成了一架反射面積達到地球規模的望遠鏡,綜合起來就超越地球上任何一臺射電望遠鏡的觀測能力。我國天眼的觀測波段主要是0.3m波段的,與EHT的要求不是很相符,加上觀測時需要天線同步,天眼所處的位置也使得難以加入此次觀測。但這麼大的天文觀測項目,我國自然也參與了,在處理EHT獲取的海量數據上提供了幫助。

中日韓也組建有類似的觀測體系,我國天眼作為最大口徑的射電望遠鏡,未來也可能參與類似的項目,有它的加入,對所有此類觀測項目都是有好處的。


來看世界呀


此次拍攝的黑洞事件視界照片是由位於美國、智利、墨西哥、法國、格林蘭島和南極六個地方八個毫米級射電望遠鏡組成的觀測陣列拍攝,任何單一的射電望遠鏡都無法完成這樣的工作。這個觀測陣列應用的是甚長基線干涉測量技術(VLBI),這是一項諾獎級別的技術。可以實現觀測陣列等效於一臺直徑為地球大小的射電望遠鏡,唯一缺點是數據太龐大。例如這一次的首張黑洞照片在2017年4月5日-4月14日期間已經獲得數據,而後續處理的時間大約用了兩年。

而我國天眼沒有參加這個觀測矩陣的主要原因就是觀測波段的問題,由於這一次觀測的兩個黑洞一個是距離我們5500萬光年的M87中心黑洞,一個是距離我們2.6萬光年的銀河系中心黑洞。觀測它們需要極高的分辨率,由於黑洞周圍吸積盤和噴流的活躍會釋放大量雜亂的信號。

只有那些頻率高波長短的信號才是我們需要的,這一次事件視界望遠鏡定的觀測波長是1.3mm,而我國的天眼觀測波長是釐米級的,大約是0.3m。從這一點是就意味著天眼不會加入觀測陣列。


其實還有一點大家沒有注意的是事件視界望遠鏡早在2013年初就開始計劃籌備,而我國的天眼那個時候正在建造初期,自然不會被考慮在內。現在天眼投入使用截止到18年底已發現59顆優質的脈衝星候選體,其中有44顆已被確認為新發現的脈衝星。

期待後續天眼更多的發現!



科學黑洞


天眼和其它幾個大型射電望遠鏡因是利用地形固定在地面上,它們只能利用地球的自轉與公轉來巡天,因而不能長時間固定觀測某個天體,或與其它望遠鏡同步構成更大的虛擬望遠鏡對空觀測,因而,就其觀測天域範圍來說是有限的,接收波段範圍也是不同的,有它的專長。


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中國的天眼是射電望遠鏡,射電望遠鏡是主要接收天體射電 波段輻射的望遠鏡。


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