首张黑洞照片就要公布了,但照片是怎么照出来的?这个事件望远镜又是什么原理工作的?

云开月清明


这几天关于首张黑洞照片的新闻热度一直在升啊,照片还没出来,各个媒体就已经连续报道了好几天了。在这里关于黑洞的问题就不多说了,文章已经够多了。

拍摄第一张黑洞的使命落在了事件视界望远镜(Event Horizon Telescope,简称EHT)上,不过这事件视界望远镜并不是我们传统印象中的光学望远镜或者像大锅那样的射电望远镜,它是一个由很多台射电望远镜天线组成的一个观测阵列,这是基于射电甚长基线干涉技术(very-long-baseline interferometry,VLBI)发展起来的一项全球合作工程。简单的说,就是尽量多的将全世界的射电望远镜“连接组合”成一张大网,每次观测都将目标同时对准一个对象,这样的组合就相对于一台这张“大网”那么大口径的射电望远镜,从而可以获得比单独一台望远镜分辨率更高的观测效果。

自从建立EHT的合作项目计划提出以来,全世界很多国家的研究机构都有所参与,我国当然也不例外,例如上海天文台65米的射电望远镜其综合性能也是名列前茅的。目前,EHT已经组建成了全球性的巨大观测网络,这相当于一个地球直径那么大口径的巨型天线。其中分布在西半球8处大型射电望远镜极其阵列组成的观测网络成为了EHT的“主力”,我们可以简单了解下这“八大主力”。

1、阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,ALMA),位于智利北部海拔4576~5044米的查南托高原,由64台口径12米的天线组成,

2、南极巡天望远镜(South Pole Telescope),这是由我国自主研发的首台全自动无人值守望远镜,位于南极大陆冰盖最高点冰穹A(DOME A)西南约7.3公里(昆仑站附近)海拔4087米,这是一台大视场折反射望远镜光学系统,有效观测口径为50厘米。

3、阿塔卡马探路者实验望远镜(Atacama Pathfinder Experiment,APEX),同样是位于智利的查南托高原上,距离ALMA不远,主天线为12米的亚毫米波段天线。

4、大型毫米波望远镜(Large Millimeter Telescope),位于墨西哥波伯拉州海拔4500米的西耶拉火山顶,主天线口径达50米,整体重达2500吨,其主要任务是探测宇宙大爆炸后残存的电磁辐射。

5、位于美国亚利桑那州的亚微米波望远镜(ubmillimeter Telescope,SMT),天线直径为10米,虽然不算很大,但工作效率很高。

6、麦克斯韦望远镜(James Clerk Maxwell Telescope,JCMT),位于美国夏威夷冒纳凯阿火山,天线直径15米。

7、亚毫米波望远镜(Sub-millimeter Array,SMA),也是位于美国夏威夷冒纳凯阿火山,由八个直径6米的无线电望远镜组成。

8、西班牙30m毫米波射电望远镜,位于西班牙南部百莱达山上,天线直径30米。

以这些望远镜为主的观测网,EHT可以提供比哈勃望远镜分辨率高近1000倍的目标图像(非可见光波段),这就可以是其观测到最后进入黑洞事件视界的一些旋流,虽然黑洞本身依然是不可见的,但是在宇宙深空的背景中也许可以“看”到一个黑色的轮廓。当然,也有可能看到黑洞辐射的能量喷流。其实,EHT就是尽量捕捉黑洞周围环境的清晰图像以衬托出黑洞的“影像”。当然,具体是什么样的,很快就会知道了。


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