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看黑洞的 視界事件望遠鏡 Event Horizon Telescope
2018-10-22 06:03:39 *
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作者 主題: 看黑洞的 視界事件望遠鏡 Event Horizon Telescope  (閱讀 1852 次)
peter
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« 於: 2016-06-07 16:39:55 »

  視界事件望遠鏡 (Event Horizon Telescope (EHT))  
wiki
https://en.wikipedia.org/wiki/Event_Horizon_Telescope

事件視界望遠鏡之陣列/望遠鏡分布

該計畫預計於2017年攝得銀河的超重黑洞、人馬座A*的第一張影像 ,這將會更徹底地檢驗愛因斯坦的廣義相對論
收集到硬碟上的數據必須從各個望遠鏡透過民航客機(俗稱的運動鞋網路),運送到位於美國馬薩諸塞州的MIT海斯塔克天文台。在那裡,資料將會用約800個由40 Gbit/s網路連結的CPU網格計算機交叉比對並分析

離地球最近的黑洞為銀河系中央的超大黑洞。雖然其質量為太陽的30倍,因為距離甚遠,看起來就像把橘子放在月亮上一樣的大小。但EHT擁有足夠的角解析度以看清它
EHT解析力很高,遠在哈伯望遠鏡1000 倍之上



http://www.baike.com/wiki/%E4%BA%8B%E4%BB%B6%E8%A7%86%E7%95%8C%E6%9C%9B%E8%BF%9C%E9%95%9C
 并不是一个传统观念的观测平台,而是由位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极的天线组成观测阵列,它将对银河系中央的人马座A *黑洞进行观测,捕捉黑洞周围环境的清晰图像
科学家使用甚长基线干涉测量技术组成一张巨大的观测网,由位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极的天线组成观测阵列,事件视界望远镜的灵敏度将会提升10倍,它的分辨率可以观测月球上一个大小接近高尔夫球的物体。届时可以观测到奇妙的天体现象




視界事件望遠鏡 登陸南極
https://sites.google.com/a/asiaa.sinica.edu.tw/astronews/home/page



圖說:由中研院天文所提供的氫邁射原子鐘(H Maser Clock)已運抵南極並協助完成 VLBI 干涉測試,放置於南極望遠鏡旁實驗室中運作,如圖示。原子鐘重100公斤,實際大小約60公分寬、90公分高,利用氫原子能階躍遷輻射出來的電磁波去控制校準石英鐘,外面加了一個恆溫箱。本次校準也成功驗證這項高精密儀器在極地環境中的應用。



圖說:SPT望遠鏡和APEX望遠鏡於2015年一月第一次成功完成VLBI干涉測試。這兩個望遠鏡同時觀測了已知的兩個黑洞--位於銀河系的人馬座A*和位於半人馬座A星系中的黑洞,相隔兩地的望遠鏡訊號合成了一個 8000 公里寬的洲際望遠鏡。新近獲得南極最大天文望遠鏡"SPT"加入的「事件視界望遠鏡」("EHT")是個等同於地球大小的擬真望遠鏡。用干涉技術讓許多望遠鏡結合、運作起來就像一個大望遠鏡一樣,此望遠鏡並不以實際具象的方式存在,究竟多大則由望遠鏡的間距來決定。本次EHT擴展至南極的新進展,對於準備拍下銀河系中心超大質 量黑洞事件視界詳細影像的天文學界來說,是向前又跨了一大步,這個特長基線干涉儀(VLBI)的調校所要求的精密度極高,由中研院出借高度精準的氫邁射原子鐘(H Maser Clock)來協助。


圖說:口徑10米寬的南極望遠鏡位置在美國國家科學基金會的Amundsen-Scott南極站,2015年1月加入了「事件視界望遠鏡」全球陣列。(Photo: Dan Marrone/UA)

新聞摘要:
獲南極望遠鏡新加入其行列的「事件視界望遠鏡」,是個等同於地球大小的概念式望遠鏡。向南極跨出的這一步,對準備拍下銀河系中心超大質量黑洞事件視界詳細影像的程來說,是向前又一大步。所謂「事件視界」,相當於黑洞勢力範圍的國境邊界。如果廣義相對論正確,黑洞本身是看不見的,因為在巨大引力下,連光也無法逃逸出黑洞以外,進入「事件視界」後即與宇宙失去一切聯繫。

目前為止天文學家已建置一個等同於地球大小的擬真望遠鏡,準備為銀河系中心超大質量黑洞的事件視界取得影像細節,最新進展已將觀測儀器架設在南極並完成干涉測試成功,許多國家參與本計畫,由亞利桑那大學Dan Marrone負責主導,VLBI精密調校所需原子鐘由本所(中研院天文所)外借。(VLBI全名為特長基線干涉儀,Very Long Baseline Interferometry)

包括亞利桑那大學天文系及Steward Observatory天文臺助理教授Marrone 等一行人,2014年12月前往美國國家科學基金會的Amundsen- Scott南極站,將南極望遠鏡(South Pole Telescope,簡稱SPT)納入「事件視界望遠鏡」(其原全名為 Event Horizon Telescope,簡稱EHT)。在望遠鏡建置史上,EHT是最大的擬真概念式望遠鏡,建置方法是結合地球上許多個望遠鏡,使之運作上像就像單一望遠鏡一樣,未來EHT拍攝的圖像,將首度呈現人類前所未見的黑洞細節。

運用了所謂特長基線干涉技術的EHT望遠鏡是陣列型的電波望遠鏡。大家都知道,望遠鏡越大,便能從事更銳利的觀測,而干涉技術則是讓許多望遠鏡結合、運作起來就像一個大望遠鏡一樣的關鍵。像這樣的望遠鏡並不以實際具象的方式存在,它究竟多大?望遠鏡的間距決定!這距離稱為「基線」。

在SPT完成VLBI干涉後,EHT望遠鏡算是橫跨了整個地球,望遠鏡成員位置包括美國亞利桑那州(Mount Graham山上的次毫米波望遠鏡)、加州、夏威夷、智利、墨西哥、西班牙,最近擴增到南極,新的基線距離將為陣列增加2~3倍解析力,計畫負責人Marrone說:「這對EHT的終極目標至關重要。無論是為了確認事件視界的存在,也就是一探所謂黑洞『邊緣』之究竟,或測試愛因斯坦廣義相對論等性質比較廣泛的目標,取得黑洞細微細節圖片都不可或缺。完整的EHT陣列應該能勝任這些任務。」

EHT主要鎖定目標是銀河系中心黑洞,又稱為人馬座A*(A*的發音為“A星”)。雖然這個黑洞質量是太陽的400萬倍,對天文學家來說,它實在是個很小的觀測目標。實際上,人馬座A*這個黑洞的大小還不及水星的公轉軌道,而距離地球卻有26,000光年,要觀測這個黑洞的事件視界,所需視力相當於從加州要能看得到紐約的一分錢硬幣上的鑄造日是哪一年。

EHT解析力很高,遠在哈伯望遠鏡1000 倍之上,相當於能看得到氣體漩渦狀捲入事件視界並在那裏驟然消失的一幕,因進入事件視界後從此即與宇宙失去任何聯繫。如果廣義相對論正確,則黑洞本身是看不見的,因為在巨大引力下,連光也無法逃逸出黑洞以外。

自從愛因斯坦首度以廣義相對論提出了黑洞存在的假設,此後幾十年的天文觀測都支持了這種假設。即便不是所有星系都有一個黑洞,據信至少在大部分星系中心都有一個超大質量黑洞,還有其他較小的黑洞由垂死恆星形成,散布在眾恆星中。銀河系已知的小黑洞,質量在太陽的 5 到 10 倍左右者,大約有25個,這些宇宙中的怪咖,人類從來未曾能直接觀測得到或取得其影像。

重 280 噸、25公尺高的SPT 望遠鏡坐落於南極的Amundsen-Scott極地高原上,有 3,100 公尺的海拔高度。SPT由美國國家科學基金會的極地計畫司興建並提供後勤支援。該司總管美國南極計畫,總協調美國在地球最南端大陸上從事的所有研究計畫。

SPT 寬10米,運作於毫米波波段,能製作宇宙微波背景輻射的高解析圖像。這種微波輻射是宇宙大霹靂殘留餘輝,由於SPT地理位置在地球自轉軸上、高海拔極地空氣中又幾乎少見水汽、並且方便進行長期觀測,可以探討的宇宙學重大議題包括有暗能量性質、暴脹的過程等;所謂暴脹現象指的是,據信,在大霹靂後不到一秒的瞬間,使宇宙呈指數倍速膨脹的一種現象。

為將SPT納入 EHT,Marrone和團隊成員新建構了一個特殊的相機、能偵測到微波落在望遠鏡上的微小撞擊。追蹤微波抵達各地時間需要極精確的原子鐘,這是由中研院天文及天文物理研究所提供。在比較了世界各地望遠鏡記錄下來的微波抵達時間後,天文學家能調校巨大望遠鏡的時間,使它們同步。追蹤微波所需的高速記錄設備由史密松天文臺和麻省理工學院的Haystack天文臺提供,因記錄追蹤這些宇宙微波而產生的資料量每天的新增將近 200 TB,資料量極龐大。

史密松天文臺Laura Vertatschitsch 表示:「將EHT擴展到南極意味著記錄資料和獲取資料的系統速度必需更快,原系統必須改良。」由Laura和團隊成員改良後,新的數位化後端系統比舊系統快4倍,更大的取樣率也使所有望遠鏡靈敏度都提升為原來的兩倍。

初步觀測階段,Marrone團隊用兩個已知存在的黑洞來熟悉儀器操作,一為銀河系的人馬座A*,另一個是位於遙遠的1000 萬光年外、半人馬座 A星系裡的黑洞。進行實驗的方式是讓位在南極的SPT 和位在智利的APEX望遠鏡對這兩個目標進行同步觀測,各種技術瓶頸一一克服後,取得前所未有的半人馬座A 高解析觀測資料(但是兩組一對的望遠鏡所獲的干涉資料不易轉換成圖像)。


* 圖片 1.jpg (10.31 KB, 227x222 - 已被閱讀 391 次.)
« 最後編輯時間: 2017-02-23 14:12:58 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #1 於: 2016-06-07 16:42:10 »

事件視界望遠鏡準備拍攝首張黑洞的相片
http://hssszn.com/archives/8500

美科学家利用人工智能射电望远镜捕捉黑洞图片
http://www.cnbeta.com/articles/508451.htm

来自麻省理工学院(MIT)的研究人员通过世界各地的多台射电望远镜联网,提出一种可能拍摄到黑洞的算法。一般来说,要想从地球上观测到黑洞需要一个直径10000千米的望远镜,相当于地球本身的大小,因此这样的镜头是不可能存在的。为解决这一问题,视界望远镜(Event Horizon Telescope)应运而生,它可将世界各地的多台天文望远镜同步,它的效果相当于一台地球那么大的巨型望远镜。这就是来自MIT研究生卡蒂•博曼(Katie Bouman)着手研究的地方。她利用机器计算和人工智能,研究出一种能够应对大气噪音“银河系尘埃”浮动的算法,可拍摄出一张完整的黑洞真容。

视界望远镜运用的是无线电波长,意味着可更好地执行拍摄太空远处照片的任务。“无线波长有很多优点,” 博曼在博客中写道,“就像电波频率可以穿透墙壁,它们也可以穿透银行系宇宙尘。利用可见波长,我们永远也不会看到银河系中心,因为其中心有很多宇宙物质阻隔。”

但是,无线电波对拍摄照片并不在行。研究人员表示,直径为1000英尺(大约305米)的世界上最大的单体无线望远镜所拍摄的月球的照片要比普通的光学望远镜所拍摄的照片更加模糊。因此博曼将会加强无线波长,达到光学照片般的效果。

目前,视界望远镜工程包括全球9台望远镜,大部分在美国和南美,还有3台即将加入,其中一台位于接近南极的地方
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« 回覆文章 #2 於: 2017-02-23 14:09:46 »

http://www.universetoday.com/133561/get-ready-first-pictures-black-holes-event-horizon/
事件視界望遠鏡 準備看銀河中 黑洞了
是個以觀測銀河系中央的超重黑洞——人馬座A*——的事件視界為目標的計畫





A simulation of what the EHT might show us. Image: Event Horizon Telescope Organization
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« 回覆文章 #3 於: 2017-03-07 23:08:38 »

http://www.cnbeta.com/articles/science/590431.htm

这项计划被称为“Event Horizon Telescope(事件视界望远镜 )”,通过协调全球各地的9座射电望远镜,来模拟一台地球大小的望远镜,
最终指向距离地球25000光年的人马座A*黑洞进行观测。

据资料显示,科学家目前的计算和准备工作已经完成,目标是在2017年成功拍摄到黑洞照片。

科学家表示:“要实现这个目标依然挑战重重,因为它离我们太远了,不过我们还是满怀希望,能在2017年早些时候进行全阵列观测。”

据了解,人马座A *的直径估计为2400万公里,约为太阳的17倍,
不过由于距离地球太远,所以它仅相当于月球上的一个CD那么大。
=> 算地月間距離  尺寸是 一个CD那么大
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« 回覆文章 #4 於: 2017-04-06 09:30:18 »

http://www.cnbeta.com/articles/tech/599749.htm

從廣義相對論推知而來的黑洞,就存在於宇宙深處,這一點在21世紀的今天或已無可置疑。
黑洞確鑿地存在於無數觀測資料之中,但我們並不知道它在現實中的真實模樣。
 
圖一:電影星際穿越當中的黑洞,周圍的亮環是由氣體構成的吸積盤。
如今,人類終於要為黑洞拍下第一張真正的照片了。就在今年的4月5日到14日之間,
來自全球30多個研究所的科學家們將開展一項雄心勃勃的龐大觀測計畫,

利用分佈於全球不同地區的8個射電望遠鏡陣列組成一個虛擬望遠鏡網路,人類或將第一次看到黑洞的視介面。
這個虛擬的望遠鏡網路被稱為“視介面望遠鏡”(Event Horizon Telescope, EHT),其有效口徑尺寸將達到地球直徑大小。

人類在2015年第一次聽到了兩個黑洞相互繞轉合併所產生的引力波之聲,如今科學家們又在為親眼目睹黑洞真容而努力了。
不過,因為視介面望遠鏡要處理的資料量巨大,為黑洞“洗照片”的耗時恐怕有些漫長
,黑洞的面貌究竟是否真如作家、藝術家或電影導演所呈現的那般,我們要到2018年才能知道了。
無論我們最終得到的黑洞圖像是什麼樣子——是像電影畫面一般壯觀恢弘,或者只有幾個模糊的圖元點——視介面望遠鏡都意義非凡,
這是我們在黑洞觀測史上邁出的重要一步。觀測結果不僅僅是一張照片那麼簡單,
它一方面呼應著愛因斯坦的廣義相對論,一方面也將幫助我們回答星系中的壯觀噴流是如何產生並影響星系演化的。
我們將成為有史以來第一批“看見”黑洞的人類,真是好運氣。

一、無圖無真相,科學家怎麼知道黑洞在那裏?
儘管“黑洞”(black hole)一詞在1968年才由美國天體物理學家約翰?惠勒提出來,但早在1783年,
英國地理學家約翰?蜜雪兒(John Michell)便已經意識到:一個緻密天體的密度可以大到連光都無法逃逸。
這也是普通人在今天對於黑洞的最基本認識:吸入所有一切,連光都逃不出來。
既然想一睹黑洞“芳容”,我們對這個遙遠天體的認識就得再多些。黑洞的幾乎所有品質都集中在最中心的“奇點”處,
“奇點”在其周圍形成一個強大的引力場,在一定範圍之內,連光線都無法逃脫。光線不能逃脫的臨界半徑被稱為“視介面”——顧名思義就是視線所能到達的介面。
你大概感到好奇:登山家們勇攀高峰的原因是“山就在那裏”,可是,既然天文學家們根本看不到黑洞,
他們是怎麼確定“黑洞就在那裏”的呢?
黑洞自身不發光,難以直接探測,大大小小的望遠鏡對於直接觀測遙遠黑洞力不能逮。科學家們便只能夠“曲線救國”,
採用一些間接方式來探測黑洞——比如觀察吸積盤和噴流。在某些時候,
恒星量級(從3個太陽品質到100個太陽品質大小)的黑洞會存在于一個恒星周圍,將恒星的氣體撕扯到它自己身邊,
產生一個圍繞黑洞旋轉的氣體盤,即吸積盤。當吸積氣體過多,一部分氣體在掉入黑洞視介面之前,
在磁場的作用下被沿轉動方向拋射出去,形成噴流。吸積盤和噴流兩種現象(見圖二)都因氣體摩擦而產生了明亮的光與大量輻射,
所以很容易被科學家探測到,黑洞的藏身之處也就暴露了。
理論很豐滿,現實很骨感。以我們的銀河系為例,根據理論推算,銀河系中應該存在著上千萬個恒星量級的黑洞,
可到目前為止,我們只確認了20多個黑洞的存在,此外還有四五十個黑洞候選體。要最終真正確認一個天體是否為黑洞,
我們還需要做出更多測量與計算。要探測一個從幾十萬個太陽品質到幾十億甚至上百億個太陽品質的超大品質黑洞,
挑戰就更大了,科學家們為了確認銀河系中心黑洞Sgr A*的存在,著實費了不少力氣。
二、望向銀河中心黑洞的視介面,猶如在地球上看月球上的柳丁
發現黑洞已如此不易,給它拍照豈不是更難?從17世紀初人類發明望遠鏡至今,天文望遠鏡的口徑已變得越來越大,從最早的2.5釐米口徑,
到目前最大的10米口徑光學望遠鏡,還有我國貴州的500米口徑射電望遠鏡,下一代更大口徑的望遠鏡也正在計畫或建設當中,
這些望遠鏡無一不凝結了人類的智慧,甚至代表了人類社會的最高科技水準。然而,要想觀測遙遠黑洞,依靠目前任何單個望遠鏡都還遠遠不夠。
因此,在過去10多年時間裏,麻省理工學院(MIT)的科學家們聯合了其他研究機構的科研人員,
開展了激動人心的“視介面望遠鏡”專案,全球多地的8個亞毫米射電望遠鏡將同時對黑洞展開觀測(見圖三)。

這八兄弟北至西班牙,南至南極,它們將向選定的目標撒出一條大網,撈回海量資料,為我們勾勒出黑洞的模樣。這些望遠鏡分別是:
(1)南極望遠鏡(South Pole Telescope)
(2)位於智利的阿塔卡馬大型毫米波陣(Atacama Large Millimeter Array,ALMA)
(3)位於智利的阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡(Atacama Pathfinder Experiment)
(4) 墨西哥的大型毫米波望遠鏡(Large Millimeter Telescope)
  =>  http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=45&topic=19957.new#new

(5) 位於美國亞利桑那州的Submillimeter Telescope => LBT 旁邊

(6) 位於夏威夷的麥克斯韋望遠鏡(James Clerk Maxwell Telescope,JCMT) =>  昴subaru 旁邊

(7)位於夏威夷的亞毫米波望遠鏡(Submillimeter Array)=> 位於美國夏威夷毛納基山天文台  JCMT旁邊 

(8)位於西班牙的毫米波射電天文所的30米毫米波望遠鏡。
它們多數都是單一望遠鏡,比如夏威夷的JCMT和南極望遠鏡;也有望遠鏡陣列,比如ALMA望遠鏡是由70多個小望遠鏡構成。


圖三:望遠鏡在全球分佈示意圖,紅點代表望遠鏡所在地
視介面望遠鏡此次觀測目標主要有兩個,
一是銀河系中心黑洞Sgr A*,
二是位於星系M87中的黑洞。

之所以選定這兩個黑洞作為觀測目標,是因為它們的視介面在地球上看起來是最大的。其
他黑洞因為距離地球更遠或品質大小有限,觀測的難度更大。
Sgr A*黑洞的品質大約相當於400萬個太陽,所對應的視介面尺寸約為2400萬公里,相當於17個太陽的大小。哇,超大!!然而……地球與Sgr A*相距2萬5千光年(約24億億公里)之遙,這就意味著,它巨大的視介面在我們看來,大概只有針尖那麼小,就像我們站在地球上去觀看一枚放在月球表面的柳丁。
M87中心黑洞的品質達到了60億個太陽品質,儘管與地球的距離要比Sgr A*與地球之間的距離更遠,但因品質龐大,所以它的視介面對我們而言,可能跟Sgr A*大小差不多,甚至還要稍微大那麼一點兒。
三、8個望遠鏡同時看到2個黑洞,每年只有10天視窗期
要想看清楚兩個黑洞視介面的細節,視介面望遠鏡的空間解析度要達到足夠高才行。要多高呢?

比哈勃望遠鏡的解析度高出1000倍以上。

科學家們之前可以利用單個望遠鏡實現黑洞周圍恒星位置的測量,但是,相較於恒星與黑洞之間的距離尺度(1萬億公里),
視介面的尺度太微小了(至少小10萬分之一倍),因此利用單個鏡面很難完成。

這時候,為了增強空間解析度,我們就需要使用“干涉”技術了,即利用多個位於不同地方的望遠鏡在同一時間進行聯合觀測,
最後將資料進行相關性分析之後合併,這一技術在射電波段已相當成熟。
在這種情況下,望遠鏡的解析度取決於望遠鏡之間的距離,而非單個望遠鏡口徑的大小,
所以,視介面望遠鏡的解析度相當於一部口徑為地球直徑大小的射電望遠鏡的解析度。



在此視介面望遠鏡進行觀測之前,天文學家們已經利用其中部分毫米望遠鏡對Sgr A*和M87星系中心黑洞進行了聯合觀測,
並得到了一些令人興奮的結果:儘管沒能看清黑洞視介面,但已探測到了黑洞中心區域的輻射。
為了增加空間解析度,以看清更為細小的區域,科學家們在此次進行觀測的望遠鏡陣列裏增加了位於智利和南極的望遠鏡。
要保證所有8個望遠鏡都能看到這兩個黑洞,從而達到最高的靈敏度和最大的空間解析度,留給科學家們的觀測視窗期非常短暫,
每年只有大約10天時間(對於2017年來說,是在4月5日到4月14日之間)。

在所有參與觀測的望遠鏡當中,坐落于智利、耗資140億美金的ALMA毫米望遠鏡(見圖四)是最為重要的一個,
因為其靈敏度是目前單陣列當中最高的,但它的觀測時間也是最為寶貴的。
限於ALMA望遠鏡滿滿的排班表上一系列擁擠的觀測計畫,此次黑洞視介面的觀測目前只計畫進行4-5天,
其中兩個晚上講對銀河系中心黑洞Sgr A*進行觀測,剩下的時間將會對星系M87黑洞展開觀測。


四、除了黑洞“芳容”幾何,這一觀測還將為我們解答諸多問題
給黑洞拍張照片不容易,“洗照片”更是耗時漫長。射電望遠鏡不能直接“看到”黑洞,但它們將收集大量關於黑洞的資料資訊,
用資料向科學家們描述出黑洞的樣子。
對於之前的干涉儀來說,因為不同望遠鏡之間的距離不會太遠,不同位置的觀測資料通常可以即時比較、合併而後得到圖像,
科學家們是有可能即時在螢幕上看到圖像的。但對於此次跨越南北半球的視介面望遠鏡觀測,因其所涉及的站點區域非常廣闊,

所產生的資料量將十分龐大。視介面望遠鏡每一個晚上所產生資料量可達2PB (1PB=1000TB=1000000 GB),

和歐洲大型質子對撞機一年產生的資料量差不多。考慮到有些區域(比如南極)的資料傳輸速度相對較慢,
所以科學家們在觀測時不會對各個站點的資料進行即時相關分析,所以更不可能在螢幕上看到黑洞的即時圖像。在每一個觀測中心,
科學家們將利用提前校對好的原子鐘時間,對每一個電磁波到達的時間進行分別標定和存檔,等到觀測結束之後再匯總比較。
在觀測結束之後,各個站點收集的資料將被彙集到兩個資料中心(分別位於美國麻省Haystack天文臺和德國波恩的馬普射電所)。
在那裏,大型電腦集群將會對資料時間進行合併與分析,從而產生一個關於黑洞的圖像。這一分析所需的時間少則半年,長則一年。
即便是最樂觀的情況,我們也要等到2018年初才能“看見”黑洞了。
萬事具備,只欠東風。設備準備就緒之後,剩下一個非常重要的因素,就是天氣以及觀測時間了。
因為大氣中的水對這一觀測波段的影響極大,要想視介面望遠鏡順利觀測,
需要所有8個望遠鏡所在地(從夏威夷到智利,從墨西哥到南極)的天氣情況都非常好。
目前這些望遠鏡所在之處通常都是位於海拔較高,另外降雨量也是極少,所以全部晴天的概率其實非常高。


當所有資料被合併,最終得到圖像時,包括我在內的天文學家們,希望看到這樣一副圖像:一個黑色的圓盤,
被一個非常靠近黑洞視介面、很亮的光子圓環所圍繞;因為黑洞轉動的多普勒效應,光子圓環一側較亮,另外一側較暗


圖五:視介面望遠鏡可能得到的電腦類比黑洞圖像,因為黑洞的轉動效應,黑洞左側較亮
來源:http://www.eventhorizontelescope.org/science/index.html
視介面望遠鏡的觀測對於科學研究有著非常重大的意義。天文學家們希望能夠通過這一觀測結果,對愛因斯坦的廣義相對論做出最為嚴格的限制。與此同時,黑洞圖像將幫助我們回答星系中的壯觀噴流是如何產生並影響星系演化的。
當然,這是科學家心中的理想圖景,實際得到的黑洞圖像可能要差很多。但無論最終的圖像如何,即便是只能夠看到幾個圖元,此次視介面望遠鏡的觀測也將是人類黑洞觀測史上的重要一步。我們是何其幸運,將成為這宇宙中第一批親眼看到黑洞的碳基生物。


« 最後編輯時間: 2017-11-13 16:39:00 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #5 於: 2017-04-09 10:03:06 »

http://www.cnbeta.com/articles/deep/600775.htm

“事件视界望远镜”最终可能看到的图像/Nature

一切顺利的话,大约在 2018 上半年“事件视界望远镜”计划会公布最终的图像。对于天文学和物理学来说,“事件视界望远镜”可以最终确认黑洞存在的证据,补完爱因斯坦的广义相对论,发现恒星和星系演化的秘密。
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« 回覆文章 #6 於: 2017-04-10 12:19:55 »

http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1650

在夏威夷的「次毫米波陣列望遠鏡」(英文簡稱SMA,臺灣中研院參與建造)、智利的阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列(簡稱ALMA,臺灣中研院也參與建造)、美國的綠堤望遠鏡(GBT),還有法國、西班牙、德國、瑞典、芬蘭等世界各處電波望遠鏡,它們有的隸屬於「全球毫米波特長基線陣列」,有的是概念式虛擬望遠鏡「事件視界望遠鏡」的成員,在接下來這幾天,大家將一起做同一件事、加入一次「全球大串連」!這項行動有幾個重要目的,其中一個正是:準備仔仔細細觀測銀河系中心的--超大質量黑洞。

  「全球毫米波特長基線陣列」(Global mm-VLBI Array,縮寫為GMVA) 和「事件視界望遠鏡」 (Event Horizon Telescope,簡稱EHT),各代表十幾個電波望遠鏡成員,就像兩個家族,串連起電波望遠鏡陣列的網路。它們透過一種特殊原理,能把距離幾千公里的多座電波望遠鏡串連成像一個像地球一樣大的望遠鏡,觀測星空。

  這次合作中,「GMVA陣營」把重點放在捕捉緊鄰於銀河系中心位置區域的吸積和噴流性質,而「EHT陣營」則將史無前例地,第一次嘗試取得黑洞的黑洞陰影影像。

  全球電波望遠鏡大會師的陣容浩大,橫跨了整個地球表面,從南極、南美洲、歐洲,到太平洋上的夏威夷。其中,ALMA望遠鏡除了最大(有66個天線)、最靈敏(接收機技術最新)以外,它的第三項特色,讓ALMA也成為無論GMVA或EHT兩者都很需要的一位重要策略夥伴,那就是ALMA位於南半球的極佳站臺條件。

  臺灣在這個在這個全球大合作中有很多貢獻。首先,中央研究院天文及天文物理研究所是東亞天文臺成員之一,此天文臺現在負責運營James Clerk Maxwell望遠鏡(JCMT)望遠鏡,JCMT是一座15米望遠鏡,坐落地點為夏威夷毛納基峰,這個大家或許不太陌生的山峰,同時也是擁有8座天線的「SMA次毫米波陣列望遠鏡」所在之處,中研院天文所並且是SMA的共同合作興建者。此外,臺灣更是ALMA望遠鏡計劃的成員機構。這三座望遠鏡都是EHT網路的一部分。

  前中研院天文所所長,現任東亞天文臺臺長賀曾樸院士表示:「來自東亞地區的同仁目前正在毛納基峰上參加這次全球連線進行實驗,後續也將支援在這次全球大連線中資料取得的任務。不但如此,中研院天文所還正在北極圈的格陵蘭建造「格陵蘭望遠鏡」。預計約一年後,格陵蘭望遠鏡也可望參加下一次的EHT連線實驗。我們已知銀河系中心黑洞和M87星系中心黑洞這兩個,就是科學家有機會能解析超大質量黑洞陰影的最佳目標,這也是我們臺灣,日本,韓國及中國團隊大家共同努力的目標。」

  GMVA 和EHT的觀測將分別於4月1~4日、4月5~14日展開。

  目前,整個天文學界都非常熱切期待看到這次觀測的成果會是什麼,因為這個觀測隱含的科學可能性令每個人都很興奮。為了讓這次觀測背後的科學能充分為大眾所了解,ALMA國際合作團隊準備好了七道料理,接下來兩個月,準備每週推出一篇介紹短文,從各個角度說明和這個觀測相關的科學、意義、目標。這七個料理包帶領大家進入一場天文觀光旅程,除了能獲取新知,認識到做頂尖研究的過程、也看到追求頂尖成果伴隨著哪些風險,短文還將回答一些天文學的常見問題:電波望遠鏡如何看見宇宙?黑洞最有意思的部分是在哪裡?我們對銀河系中心的那個黑洞知道多少?等等。

  首先,打開第一個料理包,先來認識GMVA 和EHT這兩個計畫到底有什麼來頭。

什麼是「全球毫米波特長基線陣列」和「事件視界望遠鏡」?

  在我們的銀河系中心藏匿著一頭宇宙怪獸,是名叫做「人馬座A星」的一個超大質量黑洞,擁有4百萬個太陽的質量,重力強大到連光也無法逃脫它的拉力。但若不是它的重力這麼大,連附近的恆星和氣體都要受它擺布,我們其實根本也無法知道它的存在!現在,有個了不起的新嘗試將啟動,準備要去幫這個從未被看見過的黑洞「事件視界」拍下一張照片。(這裡先賣個關子不解釋事件視界,因為隨後幾週會有一篇專門的短文介紹!)

  本來,在電波望遠鏡之間有兩個國際合作計畫,個別都有一群夥伴相連結,各自構成了「和地球一樣大」的「虛擬」望遠鏡︰事件視線望遠鏡 (EHT) 和全球毫米波特長基線陣列 (GMVA),兩者差別僅在於觀測頻段的波長稍微不同,前者是1.3毫米,後者是3毫米。在這兩個合作計畫也一起合作之後,更壯觀的望遠鏡連線形成了,遠自南極延伸抵達歐洲、太平洋上的夏威夷,共同努力的觀測目標就是銀河系中心的超大質量黑洞。

  為了達成這個目標,天文學家運用了一種特長基線干涉法的技術,讓千里外的望遠鏡也能互連結成一體,好像一個單一的望遠鏡一樣。這種合作技術能取得較高的解析力,那是遠超過任何單一望遠鏡可做到的,這個解析力的數字比哈伯太空望遠鏡還更強兩千倍。這麼強的解析力在偵測黑洞時的確不可少,因為,這個黑洞雖然體積約有太陽的20倍,但是距離地球卻有26,000光年遠啊。

聽過「幫黑洞拍張照」嗎?這個計畫的籌畫已有相當時日,但直到近幾年,相關技術的進度才終於趕上了這個極具野心的計畫。當然,電波望遠鏡中的重量級選手加入這個計畫也有利於計劃落實,這位選手就是:阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列望遠鏡,ALMA。

  ALMA建造的位址是在智利的阿塔卡瑪沙漠,是個海拔高達5千米的高原沙漠,以ALMA數量多達66座的高精度天線和先進接收機來說,有它加入EHT/GMVA合作計畫之後,立刻把整體靈敏度提高了10倍。ALMA無疑是一座天文學界最先進的設施,但是在加入合作以前,它還是按部就班地升級了好幾次。到目前為止,在ALMA上已完成安裝的專門設備包括:新的硬碟(儲存未來觀測將產生的海量資料)、高度精確的原子鐘,這座原子鐘是ALMA和整個電波望遠鏡大網路相連的關鍵(這個大網路有個專門名稱叫做VLBI,中文稱為「特長基線干涉陣列」)。這個破天荒的觀測,即將在2017年4月份展開,GMVA陣營在3毫米波段的觀測是第一棒,時間從4月1日開始,將進行到4月4日;第二棒是EHT陣營在1.3毫米波段的觀測,時間將從4月5日開始,進行到4月14日。觀測以後,接棒的是資料處理,龐大的資料量處理起來需要不少時間,預計2017年底可以得到結果。

  儘管這個計畫沒有必勝的保證,但是科學上它富於極多令人嚮往的可能,令人興奮,這合作還有其他一些一流的目標,包括印證愛因斯坦的廣義相對論--愛因斯坦曾預測,在黑洞周圍會環繞著一個「幾近圓形的陰影」。其他的科學目的還包括,了解物質如何在黑洞周圍「吸積」(物理上有很重要意義的一個詞,意思類似累積、變多),以及從黑洞以極快速度噴出的氣體噴流,是怎麼形成的。



 黑洞陰影的數值模擬圖:廣義相對論預測陰影應該是像中間圖形那樣,呈圓形,但是黑洞除了圓臉的可能以外,也可能是長臉(如左圖),或寬臉(如右圖)。未來EHT拍到的黑洞陰影影像可以幫我們印證一下看看。Credit: D. Psaltis and A. Broderick. - http://www.eventhorizontelescope.org/science/general_relativity.html
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« 回覆文章 #7 於: 2018-01-11 08:59:35 »

http://www.cnbeta.com/articles/tech/688131.htm

人类有望在2018年首次看到黑洞的模样。“视界望远镜”(Event Horizon Telescope,EHT)研究团队希望利用望远镜阵列搜集数据,为黑洞“拍”出一张照片。天体物理学家自信能够在在未来的12个月里完成一件前所未有的事,一旦成功,将对人类对宇宙的认知产生深远影响。
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« 回覆文章 #8 於: 2018-01-11 09:01:04 »

http://www.ifuun.com/a201801098782923/

他們還要給黑洞拍照。在精心策划了近二十年後,一項雄心勃勃的跨國合作項目於2012年成立,這就是著名的事件視界望遠鏡(EHT)。

事件視界望遠鏡由位於美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極等地的八個射電望天文台組成,是一個解析度相當於地球大小的超級陣列,因此被譽為地球大小的望遠鏡。

在2017年4月5日至14日期間,科學家用事件視界望遠鏡對兩個超大質量黑洞進行了為期10天的觀測。其一是銀河系中心黑洞人馬座 A*,距離我們約26000光年,質量約為太陽的400萬倍;另一個則是星系M87中心黑洞,距離我們約6000萬光年,質量約為太陽的60億倍。

令人激動的是,現在一切已經準備就緒,第一張黑洞的照片即將出爐。據悉,上個月中旬,最後一批數據已經傳至美國麻省理工學院的海斯塔克天文台和德國馬克斯普朗克天文研究所。在對數據進行為期三周的校準後,真正的數據分析工作才開始。不出意外的話,我們在幾個月內就能看到第一張黑洞的照片。
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« 回覆文章 #9 於: 2018-08-13 18:52:14 »

https://www.facebook.com/ehtelescope/

https://twitter.com/ehtelescope


* 圖片 26.jpg (267.74 KB, 639x673 - 已被閱讀 55 次.)

* 圖片 27.jpg (413.38 KB, 927x750 - 已被閱讀 55 次.)
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« 回覆文章 #10 於: 2018-10-11 18:27:49 »

https://www.youtube.com/watch?v=mYsHk4fWrxU


This Is How We Will Successfully Image A Black Hole's Event Horizon
https://eventhorizontelescope.org/news/planning-images-black-hole-new-image-analysis-tools-presented-aas-nova
https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/10/03/this-is-how-we-will-successfully-image-a-black-holes-event-horizon/#28597dce2e13

Five different simulations in general relativity, using a magnetohydrodynamic model of the black hole's accretion disk, and how the radio signal will look as a result. Note the clear signature of the event horizon in all the expected results.

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« 回覆文章 #11 於: 2018-10-18 00:04:53 »

https://www.universetoday.com/140268/heres-what-the-first-images-from-the-event-horizon-might-look-like/

Here’s What the First Images from the Event Horizon Might Look Like



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