香港【大公报】华16学者助拳贡献中国技术
文章来源:大公报 | 发布时间:2019-04-11 | 【打印】 【关闭】
圖:10日,在中國科學院上海天文台舉行的新聞發布會上,多位參與世界首張黑洞照片拍攝的部分中方團隊成員合影\大公報記者倪夢璟攝
10日,事件視界望遠鏡(EHT)公布了首張距離地球5500萬光年的黑洞照片。為了一探黑洞真相,一個通過國際合作而實現的、由八個地面射電望遠鏡組成的觀測陣列逐漸形成,通過形成一個口徑如地球大小的「虛擬」望遠鏡來捕捉黑洞的圖像。2016年,中國科學家加入該計劃,與全球200多名頂尖科學家通力合作,超過16位來自中國內地天文學家更參與了全球對遙遠超大黑洞的顛覆性觀測,發揮了中國在甚長基線干涉測量(VLBI)技術探測方面的基礎與優勢,為M87黑洞成像作出了中國貢獻。\大公報記者 倪夢璟上海報道
在此次EHT合作中,中國科學家在早期EHT國際合作的推動、EHT望遠鏡觀測時間的申請、夏威夷JCMT望遠鏡的觀測、後期的數據處理和結果理論分析等方面均作出了中國貢獻。尤其是在毫米波VLBI協同觀測方面,沈志強表示,中國在甚長基線干涉測量(VLBI)技術探測方面早有基礎與優勢,此前,上海天文台牽頭VLBI測軌分系統圓滿完成了嫦娥四號測軌任務,通過VLBI可協助遠距離探測更清晰,更深入。
長期關注高分辨率黑洞觀測
據了解,EHT觀測使用了甚長基線干涉測量(VLBI)技術,觀測波段是1.3毫米。世界各地的射電望遠鏡同步觀測,同時利用地球自轉,形成一個口徑如地球大小的「虛擬」望遠鏡,達到的分辨率約20微角秒,觀測效果足以在巴黎的一家路邊咖啡館閱讀紐約街頭的報紙。
沈志強表示,在2017年,EHT全球聯合觀測的2017年3-5月期間,上海65米天馬望遠鏡和新疆南山25米射電望遠鏡作為東亞VLBI網成員共同參與了密集的毫米波VLBI協同觀測,為最終的M87黑洞成像提供了總流量的限制。
「為什麼此次全球6地同時公布,上海成為不可缺失的一環,正是因為中國在黑洞觀測中不斷突顯的實力與努力。」沈志強表示,中國科學家長期關注高分辨率黑洞觀測和黑洞物理的理論與數值模擬研究,其實在EHT國際合作形成之前就已開展了多方面具有國際顯示度的相關工作。
8年「苦力」 挑戰艱苦環境
參與黑洞成像探索了8年的上海天文台研究院路如森,在講述多年研究時笑稱是「做苦力」。多年來,他需要登上4000多米高的高山,通宵觀測,「享受」高山紫外線,搬運重磁盤……「雖然過程很辛苦,但是能夠參與這個項目還是非常開心,最高興的事情,當然還是看到黑洞照片的那一刻。」
路如森解釋,地球上有大氣層保護,意味着電磁波信號無法穿透大氣層或者被吸收。鑒於此,想要準確在地球上觀測「黑暗天體」,高山稀薄的空氣反而成為了觀測優勢,但與此而來的是更多挑戰。「比如記錄數據就要衝氦,設備需要考慮到溫度與材料的形變影響,我們的精確度需要到微米,這不是簡單說說就可以完成的。」
同樣,創建EHT亦是一項艱巨的挑戰,需要升級和連接部署八個現有的射電望遠鏡來組成全球網絡,而這些望遠鏡分布在各種具有挑戰性的高海拔地區,包括夏威夷和墨西哥的火山、亞利桑那州的山脈、西班牙的內華達山脈、智利的阿塔卡馬沙漠以及南極點。「我去過夏威夷的觀測點,在那裏我們協助了觀測,我們的同伴也『上山』運動,血壓、紫外線對於我們都是考驗,但是這是值得的。」