事件视界望远镜并不是一个传统观念的观测平台,而是由位于
美国、
墨西哥、
智利、
法国、
格陵兰岛和
南极洲的天线组成观测阵列,它将对
银河系中央的人马座A *黑洞进行观测,捕捉黑洞周围环境的清晰图像
日前,在德国马普射电天文研究所(MPIfR)天文学家的努力下,这一望远镜的尺度再度扩大,延伸到了
地球的底部——南极。 2014年十二月,各国天文学家奔赴
南半球:MPIfR的艾伦·罗伊带领
德国、智利和
韩国的天文学家前往阿塔卡玛;
亚利桑那大学的丹·马龙带领智利和美国的科学家,飞往南极安排建设史上最大的虚拟望远镜:事件视界望远镜(EHT)。
建造缘由
观测
银河系的中心十分困难。银河系的中心和我们之间隔着大量的尘埃和气体,只有很少一部分光能从那里到达地球。我们可以通过采集X射线、红外线以及
无线电来透过尘埃和气体窥视
银河系中心。即使如此,分辨包含
银心黑洞的那一小片
宇宙,看清黑洞的影子还是太难了.
要想实现这一目标,我们可以通过协调世界各地现存的射电望远镜来模拟一台
地球大小的望远镜.
这正是EHT的基本原理。2007年,一个三个站点版的EHT观测到了
银河系中央的黑洞——
人马座A,科学家们以前所未有的精度检测到了一些东西(更合适的术语是“结构”),就其尺度来看,是通常被认为能在黑洞视界附近观察到的,该结果意义重大,因为这是人类目前对黑洞这个“圣地”最详细的观测。人们当前的目标是将EHT变得更加强大,从而能够拍摄到黑洞的照片。.
建造过程
通过联合地球上各个望远镜,EHT将拍摄到第一张黑洞细节的照片。丹·马龙说:“建造EHT的目的是验证
阿尔伯特·爱因斯坦的
广义相对论,了解黑洞如何吞噬物体和喷射喷流,以及证明黑洞的边缘,即黑洞的视界的存在。”
2015年1月13日,阿塔卡玛探险者实验(APEX)与阿塔卡玛大型毫米波天线阵(ALMA)成功联合观测,组成一个2.08公里的虚拟望远镜,如今与7000公里外的南极望远镜(SPT)进行了连接。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技术(VLBI)连接在一起。更大的望远镜可以进行更敏锐的观测,而干涉可以让多个相距遥远额望远镜像一个望远镜一样工作,并且其尺度与望远镜之间的距离——也被称为“基线”——一样大。使用VLBI,可以通过尽可能增大望远镜的间隔而得到更清晰的观测结果。
艾伦·罗伊说:“为了完成这项工作,我们不得不把这样尖端的技术放在地球上最偏远的一些地方。从夏威夷到
欧洲,从北美到
智利和
南极洲,让越来越多的望远镜为我们提供更高质量和清晰度的图像,这对我们的后勤提出了挑战。”
应用范围
银心的黑洞被称为人马座A*。尽管其质量是太阳质量的400万倍,在天文学家的眼中却显得十分渺小。它的大小与
水星轨道的大小相似,距离
地球约26000光年,要研究其事件视界,相当于站在纽约辨认远在
德国的一枚分币上的日期。
借助其比
哈勃空间望远镜高1000倍的分辨率,EHT可以观测到最后进入黑洞事件视界的旋流。如果
广义相对论是正确的,没有光线能逃脱其强大的
引力,黑洞本身是不可见的。但是,它仍然可以被当做是背景上的一个黑色轮廓。
黑洞最先被
阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论所预测,数十年的天文观测结果也证实了黑洞的存在。绝大多数
星系中心都存在一个
超大质量黑洞,而较小的黑洞则处于垂死的
恒星群中。
银河系中已知有约25个5-10倍太阳质量的黑洞,但是没有一个能够被直接观测。
联合望远镜最先指向了两个已知的黑洞——一个是银河系的人马座A*,另一个位于1000万光年以外的
半人马A星系中。这项观测中,
智利的APEX望远镜与相距7000公里的南极SPT进行了连接,其分辨率比以往所有对
南半球天空的观测都要高。
SPT的加入增强了EHT的实力。几个新望远镜已经准备在明年加入EHT,这意味着未来的实验当中,望远镜的数目和地理距离都将是前所未有的。MPIfR的APEX、
西班牙的IRAM望远镜以及
法国的布尔高原望远镜也加入到了这项项目中来,它们的观测波长均为1.3mm的短波。
观测记录
北京时间2021年3月24日晚10点,曾成功捕获人类有史以来首张黑洞照片的事件视界望远镜(EHT)合作组织,又为揭秘
M87星系超大质量黑洞提供了一个崭新视角:它在偏振光下的影像。这次,EHT拍摄到了黑洞阴影周围的高分辨率偏振图像。
北京时间2022年5月12日晚9时许,包括中国在内的全球多地天文学家同步公布了这个超大质量黑洞—人马座 A* (Sgr A*)的照片。相关研究成果以特刊形式发表在《天体物理学杂志通讯》上。