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地球最強望遠鏡拍攝到黑洞前所未有的細節

2024-08-30科學

2024年8月27日,哈佛大學釋出了一項重大天文學突破。利用事件視界望遠鏡(EHT),科學家們透過高達345 GHz的頻率,成功獲取了前所未有的高分辨率黑洞影像。這一成就為天體物理學領域帶來了深遠影響,也標誌著 黑洞研究進入了一個全新階段

黑洞成像的新突破

EHT團隊利用全球多個射電望遠鏡,首次在345 GHz頻率下,觀測到了遙遠星系中心的光。這一新成就不僅 使得黑洞影像的解析度提升了50% ,還首次實作了對黑洞周圍區域的多色觀察。這些影像的改進將幫助科學家更加準確地測量黑洞的大小和形狀,從而深入了解黑洞周圍的物理現象。(345 GHz的影像顯然比230 GHz的影像清晰很多)

射電天文學的技術提升

這一突破的關鍵在於EHT的高頻觀測能力提升。透過將全球多台射電望遠鏡連線起來,EHT創造了一個虛擬的「地球級」望遠鏡。雖然EHT的初期觀測已經揭示了黑洞的基本形態,但由於頻率限制,影像的解析度依然受限。這次透過擴充套件頻率範圍,科學家們得以獲得更高分辨率的影像,從而進一步解析黑洞周圍的復雜結構。

盡管使用345 GHz頻率的觀測在單台望遠鏡上早已實作,但在全球範圍內透過長基線幹涉測量(VLBI)技術來進行觀測卻極具挑戰性。水蒸氣對該頻率的電波吸收較強,使得訊號在傳輸過程中容易衰減。為了克服這一問題,研究人員透過提高裝置的頻寬並選擇最佳天氣條件,才得以成功實作了這一高頻觀測。

下一代事件視界望遠鏡

此次高頻觀測的成功,不僅為當前的黑洞研究提供了重要數據,還為未來的黑洞成像奠定了基礎。隨著下一代事件視界望遠鏡(ngEHT)計畫的推進,全球望遠鏡陣列將透過增加新天線和提升現有站點的多頻率觀測能力,進一步提高影像的解析度和細節度。這將使科學家們能夠制作出更為詳細的黑洞影像,甚至有望拍攝黑洞周圍的即時動態。