望遠鏡與觀測天文學
甚長基線干涉測量
/ VLBI /
如果把相隔幾公里的望遠鏡聯接起來能讓視野更銳,那為何止步於此?甚長基線干涉測量,即 VLBI,把這一構想推至極限:它把不同大陸上——甚至地球兩端的——電波望遠鏡聯接起來,合成一台寬如整個地球的儀器,獲得天文學所能產生的最銳影像。
在普通干涉測量中,各碟用電纜相連,信號即時合併。跨越數千公里這是不可能的,於是 VLBI 另闢蹊徑。每台望遠鏡把自己的原始電波數據連同來自原子鐘的超精確時間戳一併記錄下來。事後,各台址的記錄被送到中央處理器合併,用時鐘把波對齊到奈秒級。等效基線是相隔最遠的兩面碟之間的距離——可達地球直徑約 12700 公里——給出比哈伯望遠鏡精細數千倍的解析度。
VLBI 給出以百萬分之一角秒計量的角解析度,精細到足以觀看從遙遠星系核心噴湧而出的噴流,並通過碟面自身的擺動追蹤大陸漂移。它的巔峰成就是事件視界望遠鏡,一個全球性的 VLBI 網絡,把世界各地的碟面合併起來,分辨出 M87 星系中心超大質量黑洞的陰影,後來又拍下我們自己銀河系的——成像出僅有黑洞事件視界幾倍大小的結構,把曾經不可能之事推近了無數。
事件視界望遠鏡 2019 年拍下的 M87 黑洞影像,動用了從夏威夷到西班牙再到南極的 VLBI 碟面,達到的解析度好比在巴黎的咖啡館讀紐約的報紙。
一台地球大小的望遠鏡,由精密時鐘組裝而成。
VLBI 給出非凡的銳度,集光面積卻極小,因此只適用於明亮、緻密的電波源。黑洞的「影像」是從稀疏數據重建出來的,並非日常意義上的照片。
又稱
另見