望远镜与观测天文学
甚长基线干涉测量
/ VLBI /
如果把相隔几公里的望远镜联接起来能让视野更锐,那为何止步于此?甚长基线干涉测量,即 VLBI,把这一构想推至极限:它把不同大陆上——甚至地球两端的——射电望远镜联接起来,合成一台宽如整个地球的仪器,获得天文学所能产生的最锐图像。
在普通干涉测量中,各碟用电缆相连,信号即时合并。跨越数千公里这是不可能的,于是 VLBI 另辟蹊径。每台望远镜把自己的原始射电数据连同来自原子钟的超精确时间戳一并记录下来。事后,各台址的记录被送到中央处理器合并,用时钟把波对齐到纳秒级。等效基线是相隔最远的两面碟之间的距离——可达地球直径约 12700 公里——给出比哈勃望远镜精细数千倍的分辨率。
VLBI 给出以百万分之一角秒计量的角分辨率,精细到足以观看从遥远星系核心喷涌而出的喷流,并通过碟面自身的摆动追踪大陆漂移。它的巅峰成就是事件视界望远镜,一个全球性的 VLBI 网络,把世界各地的碟面合并起来,分辨出 M87 星系中心超大质量黑洞的阴影,后来又拍下我们自己银河系的——成像出仅有黑洞事件视界几倍大小的结构,把曾经不可能之事推近了无数。
事件视界望远镜 2019 年拍下的 M87 黑洞图像,动用了从夏威夷到西班牙再到南极的 VLBI 碟面,达到的分辨率好比在巴黎的咖啡馆读纽约的报纸。
一台地球大小的望远镜,由精密时钟组装而成。
VLBI 给出非凡的锐度,集光面积却极小,因此只适用于明亮、致密的射电源。黑洞的"图像"是从稀疏数据重建出来的,并非日常意义上的照片。
又称
另见