为了增加空间分辨率,以看清更为细小的区域,科学家们在此次进行观测的望远镜阵列里增加了位于智利和南极的望远镜。沈志强说:“这样设置是为了要保证所有8个望远镜都能看到这两个黑洞,从而达到最高的灵敏度和最大的空间分辨率。”
每年只有约10天观测期,照片问世前经过超级计算机长达两年的“冲洗”
四大洲8个观测点组成的虚拟望远镜网络,让黑洞首次有了一张“正面照”。
留给科学家们的观测窗口期非常短暂,每年只有大约10天时间。除了观测时间上的限制,拍摄对天气条件要求也极为苛刻。因为大气中的水对这一观测波段的影响极大,会影响射电波的强度,这意味着降水会干扰观测,要想事件视界望远镜顺利观测,需要所有望远镜所在地的天气情况都非常好。按照要求,计划选择的8个望远镜所在之处均海拔较高,降雨量极少,全部晴天的概率非常高。
此外,要成像成功还必须要求所有望远镜在时间上完全同步。北京时间2017年4月4日,事件视界望远镜启动拍摄,将视线投向了宇宙。最后的观测结束于美国东部时间4月11日。观测期间,每一个射电望远镜都收集并记录来自于目标黑洞附近的射电波信号,这些数据此后被集成用于获得事件视界的图像。
沈志强说:“为了确保信号的稳定性,事件视界望远镜利用原子钟来确保望远镜收集并记录信号在时间上同步。”
拍照难,“洗照片”更不容易。射电望远镜不能直接“看到”黑洞,但它们将收集大量关于黑洞的数据信息,用数据向科学家们描述出黑洞的样子。在观测结束之后,各个站点收集的数据将被汇集到两个数据中心(分别位于美国麻省的Haystack天文台和德国波恩的马普射电所)。在那里,超级计算机通过回放硬盘记录的数据,在补偿无线电波抵达不同望远镜的时间差后将所有数据集成并进行校准分析,从而产生一个关于黑洞高分辨率影像。此后,经过长达两年的“冲洗”,今年4月10日,人类历史上首张黑洞照片终于问世。
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