組成“地球大小望遠鏡”的八組觀測裝置

安利

近日，科學家利用一臺“地球大小的望遠鏡”對銀河系中心黑洞進行觀測，通過分析相關數據，預計2018年黑洞將首次向人類露出“真容”。所謂“地球大小的望遠鏡”其實是由分布在世界各地的8座天文臺的最先進的射電望遠鏡組成的一個巨型天文觀測網絡，它被稱為“事件視界望遠鏡”（EHT），只有如此大規模的望遠鏡才有能力“照亮”黑洞，“看清”黑洞的邊界。“事件視界”是指黑洞最外層的邊界。

1.ALMA（智利）

阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波天線陣（ALMA）位于智利北部查南托高原的阿塔卡馬沙漠。這個人類有史以來最大的地面天文學觀測裝置由66個重約120噸、直徑7～12米不等的高精度拋物面天線組成，各個天線的觀測結果通過超級計算機處理形成相當于一架直徑16千米的射電望遠鏡的觀測結果。ALMA于2013年正式投入使用，其“視力”是哈勃望遠鏡的10倍，能為研究宇宙中分子氣體、宇宙大爆炸輻射以及星際塵埃提供更精確的數據。

2.APEX（智利）

阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡（APEX）同樣位于查南托高原上，這是一座12米口徑的亞毫米波射電望遠鏡，是ALMA的原型天線。波長為10～1毫米的電磁波稱為毫米波，波長為1～0.1毫米的電磁波稱為亞毫米波。它們位于無線電波譜中的微波與光譜中的遠紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點，分辨率高，抗干擾性好。

3.IRAM 30-meter（西班牙）

30米毫米波望遠鏡位于西班牙南部內華達山脈第二高峰、海拔3300多米的貝萊塔峰附近，由毫米波段射電天文學研究所（IRAM）運營。作為單體毫米波望遠鏡，其30米的直徑僅次于墨西哥50米的大型毫米波望遠鏡（LMT）。

4.JCMT（美國）

JCMT全稱是詹姆斯·克拉克·麥克斯韋望遠鏡，坐落在美國夏威夷州海拔4000多米的莫納基亞山頂，是工作在亞毫米波段的最先進的望遠鏡之一，目前由東亞天文臺運行與管理。該望遠鏡的命名是紀念英國著名物理學家麥克斯韋，他最大的功績是在電磁學領域，實現了自牛頓之后物理學的第二次統一。

5.LMT（墨西哥）

大型毫米波望遠鏡（LMT）坐落在墨西哥普埃布拉省的一座休眠火山的山頂上，由美、墨合作建立。其物理型號、毫米波長的優化設計結合高緯度位置，使其具備了非常獨特的效果，2011年投入使用后已成為天文學家觀測恒星、星系和行星形成的利器。作為世界上最大的單盤可操縱毫米波望遠鏡——直徑約50米，它還將與世界上最靈敏的毫米波極化相機“聯手”，展開有史以來最深遠、最大規模的宇宙觀測。

6.SMA（美國）

海拔4206米的夏威夷莫納基亞山，孤立地矗立在太平洋中，成為世界最佳的天文觀測場所之一。頂峰區域遍布著十幾座分屬各國研究機構的天文臺，除了前面提到的JCMT，亞毫米波射電望遠鏡陣列（SMA）也坐落于此。

7.SMT（美國）

亞毫米波望遠鏡（SMT） 位于美國亞利桑那州的格雷厄姆山上。早在幾年前，SMT就與APEX、SMA組成觀測網首次對遙遠星系中央的類星體進行觀測，捕捉到其核心圖像。這個名為3C 279的類星體包含了一個質量達到10億倍太陽質量的黑洞，距離地球超過了50億光年。而此次“事件視界望遠鏡”（EHT）將把“視線”聚焦在銀河系中心的黑洞——人馬座A*黑洞，其質量相當于太陽的400萬倍，所對應的視界面尺寸約有2400萬千米。由于這個黑洞距離地球2.5萬光年，從地球上看去，它非常微小，如同人們在地球上看一個放在月球上的橙子。EHT觀測的另一個黑洞是M87星系中心黑洞，其質量可能會達30億～64億個太陽，距離地球5000萬光年。

8.SPT（南極）

南極因其特有的干燥而清澈的大氣環境，也成為天文觀測的極佳之地。南極點望遠鏡（SPT）就建在距位于南極點的阿蒙森-斯科特考察站數百米的冰面上。它是一臺口徑10米的亞毫米波射電望遠鏡，于2007年開始工作，目的是觀測距宇宙大爆炸約40萬年后的殘余輻射，即“宇宙微波背景輻射”，以解開在恒星形成前星系團的形成過程之謎。

【責任編輯】趙新宇