事件視界望遠鏡(EHT)合作組織利用阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列和其他設施進行了實驗觀測,實現了從地球表面獲得的天體觀測最高分辨率。他們通過探測來自遙遠星系、頻率約為345GHz(相當于0.87毫米波長)的光線實現了這一壯舉。通過突破分辨率的極限,未來黑洞成像將呈現出前所未有的清晰度,地面天體物理研究能力也將有更高標準。這些新發現27日發表在《天文學雜志》上。
EHT合作組織2019年發布了基于1.3毫米波長觀測的M87星系中心超大質量黑洞的圖像,并于2022年發布了銀河系中心黑洞人馬座A*的圖像。這些圖像是通過將全球多個射電天文臺連接在一起,使用甚長基線干涉測量技術,形成一個單一的地球大小的虛擬望遠鏡而獲得的。
為了獲得更高分辨率的圖像,天文學家通常依賴更大的望遠鏡,或者增大使用干涉儀的多個觀測臺之間的距離。但由于EHT已與地球大小相當,因此提高其地面觀測分辨率需要用不同的方法——觀測波長更短的光線。
為了證明能夠在0.87毫米波長下工作,合作組織在這個波長下對遙遠而明亮的星系進行了實驗觀測。他們沒有使用完整的EHT陣列,而是使用了兩個較小的子陣列。
在這次試點實驗中,合作組織實現了精細度高達19微角秒的觀測,這意味著他們實現了從地球表面獲得的最高分辨率。不過,他們尚未獲得圖像,因為使用的天線數量不足以從數據中準確重建圖像。
這次技術測試為研究黑洞打開了一扇新窗。如果借助全陣列,EHT將可看到小至13微角秒的目標,相當于從地球上看到月球上的一個瓶蓋。隨著下一代EHT的升級,EHT成像的清晰數據量將增加10倍,可使科學家制作出更詳細、更靈敏的黑洞圖像,甚至拍攝出以這些“暴力宇宙野獸”為主角的電影。