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建造一个地球大小的虚拟望远镜

宇宙探索 发布日期: 2023-03-25 浏览:

天文学家已经建造了一个地球尺度的虚拟望远镜来拍摄银河系中心黑洞的视界。日前,在德国马克斯普朗克射电天文研究所(MPIfR)天文学家的努力下,这台望远镜的规模再次扩大,延伸至地球底部,——南极。

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去年12月,世界各地的天文学家前往南半球:MPIfR的艾伦罗伊(Allen Roy)带领德国、智利和韩国的天文学家前往阿塔卡马;亚利桑那大学的Dan Malone带领来自智利和美国的科学家飞往南极,安排建造历史上最大的虚拟望远镜:事件视界望远镜(EHT)。通过结合地球上的各种望远镜,EHT将拍摄第一张黑洞的详细照片

丹马龙说:“建造EHT的目的是验证爱因斯坦的广义相对论,了解黑洞如何吞噬物体和喷流,证明黑洞边缘,也就是黑洞视界的存在。”

2015年1月13日,阿塔卡马探索者实验(APEX)和阿塔卡马大毫米阵列(ALMA)成功观测在一起,组成2.08km的虚拟望远镜,现在与7000km外的南极望远镜(SPT)连接。这是最新加入全球望远镜阵列的设备,它们通过甚长基线干涉测量(VLBI)连接在一起。更大的望远镜可以进行更敏锐的观测,而干涉可以让多个远距离的望远镜像望远镜一样工作,其尺度和望远镜之间的距离一样大,也就是所谓的“基线”。使用VLBI,尽可能增加望远镜之间的距离,可以得到更清晰的观测结果。

艾伦?罗伊说:“为了完成这项工作,我们不得不将这样的尖端技术放在地球上一些最偏远的地方。从夏威夷到欧洲,从北美到智利和南极洲,越来越多的望远镜为我们提供了更高质量和更清晰的图像,这对我们的物流提出了挑战。”

银河系中心的黑洞被称为人马座A*。虽然它的质量是太阳的400万倍,但在天文学家眼中却非常小。它的大小和水星的轨道差不多,距离地球大约26000光年。研究它的视界就相当于站在纽约辨认德国硬币上的日期。

凭借其比哈勃望远镜高1000倍的分辨率,EHT可以观测到最终进入黑洞视界的气旋。如果广义相对论是正确的,任何光都无法逃脱其强大的引力,黑洞本身也是不可见的。不过还是可以看作是背景上的黑色轮廓。

黑洞最早是由爱因斯坦的广义相对论预言的,几十年的天文观测也证实了黑洞的存在。大多数星系的中心都有一个超大质量黑洞,而较小的黑洞则在垂死的星团中。银河系中大约有25个质量为太阳5-10倍的黑洞,但没有一个能被直接观测到。

联合望远镜首先指向两个已知的黑洞——,一个是银河系中的人马座A*,另一个位于1000万光年外的半人马座A星系。在这次观测中,智利的APEX望远镜与7000公里外的南极SPT相连,其分辨率高于以往所有对南半球天空的观测。

SPT的加入增强了EHT的实力。几个新的望远镜准备明年加入EHT,这意味着望远镜的数量和地理距离将在未来的实验中前所未有。MPIfR的APEX、西班牙的IRAM望远镜和法国的波尔高原望远镜也加入了这个项目,它们的观测波长都是1.3毫米短波。

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