继首次拍摄黑洞图像后,我们下一步要放大什么?
我们有阴影,现在让我们来讨论光子环。
事件视界望远镜 (EHT) 为天文学家提供了有史以来第一张超大质量黑洞的图像:位于以及我们友好的邻里社区,位于银河系中心的黑洞。这些令人难以置信的图像首次捕捉到了黑洞的阴影。现在,天文学家有了一个新的目标。
我们在第一批图像中看到的大部分图像都是被黑洞巨大引力偏转的光。但光子实际上可以在非常靠近这些超大质量物体的地方绕它们旋转。它们距离越近,光子绕超大质量黑洞旋转的次数就越多,它们绕行的轨道越多,这些光子环就越清晰。而这正是天文学家希望接下来揭示的内容。
不同的已被用于提取根据目前的 EHT 数据。过去几年进行的观测将进一步完善这一测量。但要真正看到光子环,望远镜需要变得更清晰。为此,你需要进入太空。
EHT 是一架真正独特的望远镜。射电天文学中有一个巧妙的技巧,即通过让两架望远镜同时观察同一物体来提高图像的分辨率。合并后的天文台的有效直径与两架望远镜之间的距离一样宽。就 EHT 而言,八架射电望远镜遍布世界各地,从欧洲到美洲,一直到南极洲,形成了一个地球大小的望远镜。
为了制造更大的望远镜,我们需要去太空。这就是 3 亿美元计划的提出之处事件视界探测器(EHE)出现了:这是一种可以使望远镜变得更大的航天器,可以让研究人员探测光子环。
“我们现在要做的是启动一项太空任务,将 EHT 图像的清晰度提高 10 倍,”任务发起人之一、哈佛和史密森尼天体物理中心 (CfA) 的天体物理学家迈克尔·约翰逊 (Michael Johnson) 在一份声明中表示。陈述。
在最近的一次会议上,来自不同学科的 70 名研究人员探讨了此类任务的可行性。它必须极其灵敏,时间安排非常精确,才能与其他望远镜协调。它需要位于稳定的轨道上,但距离不能太远,因为它必须将大量数据传输到地球。
“探测光子环需要在航天器上记录大量数据。我们计划使用激光将相当于整个国会图书馆的信息传回地球,”约瑟夫·佩莱格里诺大学科学史和物理学教授、哈佛大学黑洞计划主任彼得·加里森补充道。
激光通信等技术正在兴起,其中一些已经过测试,还有更多正在开发中。基于对当前和不久的将来的技术的考虑,该团队意识到这项任务在短期内并非遥不可及。
“我们试图弄清楚是否有任何阻碍因素。有什么原因导致我们不能在未来 10 年内推出它?令人兴奋的是,没有,”CfA 的系统工程师 Janice Houston 说道。“我们认为我们可以继续努力,并在未来十年内真正建成它。”
观察光子环将使我们能够更好地了解这些不可思议的天体的性质,同时也能检验我们关于宇宙的基本理论,甚至可能发现其背后隐藏着什么。
“如果黑洞旋转,它会扭曲光子环的形状,将其挤压成椭圆形,”加里森补充道。“[如果 EHE 能够测量光子环],这将是对旋转黑洞弯曲光路本身的影响的可靠测量。”
在 EHE 发射之前,我们应该会从 EHT 获得新的成果,包括期待已久的超大质量黑洞的第一段视频——因为我们看到的阴影远非静态的。