汪望望望遠(yuǎn)鏡指南

事件視界望遠(yuǎn)鏡是怎么“拍攝”黑洞照片的？

如果你是一名天文愛(ài)好者，一定對(duì) 2019 年和 2022 年發(fā)布的兩張黑洞照片印象深刻。我們都知道黑洞的引力超級(jí)強(qiáng)，它會(huì)吞噬周圍的物質(zhì)，甚至連光都逃不掉，所以它本身不發(fā)光，這也是它被稱為黑洞的原因。每個(gè)黑洞都有一個(gè)光都無(wú)法逃脫的邊界，科學(xué)家稱之為事件視界。雖然黑洞本身不發(fā)光，但它周圍被吸引的物質(zhì)會(huì)形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的吸積盤。這些物質(zhì)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)橐湍Σ亮Πl(fā)光發(fā)熱，讓我們能夠間接“看到”黑洞。

那么問(wèn)題來(lái)了：黑洞距離地球非常遙遠(yuǎn)，我們?cè)鯓硬拍芘臄z到它的照片呢？科學(xué)家們想出了一個(gè)巧妙的辦法，他們利用分布在地球各地的多臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡，組成了巨大的事件視界望遠(yuǎn)鏡。這些望遠(yuǎn)鏡同時(shí)觀測(cè)黑洞的吸積盤，記錄下它發(fā)出的無(wú)線電波到達(dá)時(shí)間。由于望遠(yuǎn)鏡之間的距離很遠(yuǎn)，黑洞吸積盤發(fā)出的無(wú)線電波到達(dá)不同望遠(yuǎn)鏡時(shí)會(huì)有微小的時(shí)間差。科學(xué)家們用超級(jí)精確的原子鐘記錄這些時(shí)間差，再通過(guò)一種叫傅立葉變換的數(shù)學(xué)過(guò)程和其他復(fù)雜的分析計(jì)算，把時(shí)間差轉(zhuǎn)換成圖像信息，最終“拍攝”出了黑洞的照片。