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EHT(事件視界望遠鏡)的運作原理 (看黑洞)

星河StarRiver | 2022-05-14 02:39:59 | 巴幣 0 | 人氣 238

來科普一下EHT(事件視界望遠鏡)的運作原理好了
簡單來說的話,它實際上做的是將全球好幾座大型電波望遠鏡整合起來,在同一時間觀察同一個天區
這裡有個小知識,電波望遠鏡經過信號整合後,可以做到以很多個小望遠鏡整合成一面巨大的望遠鏡,這個背後的原理比較複雜
總之,EHT因為集結了全球的電波望遠鏡陣列,這個系統等於是創造了一面口徑等同於地球直徑的巨大電波望遠鏡
這麼巨大的望遠鏡將有能力觀測到遙遠距離的一個小目標---例如,大小小於水星軌道但卻在很遠的地方的黑洞事件視界(實際看到的是它的吸積盤)
但是這個望遠鏡因為需要整合好幾個天文台的觀測數據 還須要做一堆處理等
所以每次觀測一個目標都要花費以年為單位的時間
''由於連線觀測產生的數據量將大到無法使用網際網路傳輸,各觀測台會於觀測後將儲滿數據的硬碟郵寄至美國馬薩諸塞州的海史塔克天文台,交由超級電腦運算,並合成單一影像。
根據電腦模擬,環繞黑洞的物質發出的光將被黑洞自身質量產生的重力透鏡效應彎曲,在黑洞周圍形成一光環,而光環中央襯托出的圓形剪影便是黑洞的輪廓,也就是事件視界。''(從維基百科偷來的 https://zh.wikipedia.org/....../%E4%BA%8B%E4%BB%B6%E8......)

"經過信號整合後,可以做到以很多個小望遠鏡整合成一面巨大的望遠鏡"這個部分
因為電波從某個特定放射源抵達地球的A點和B點會因為兩個地點的水平距離而產生波程差,所以只要將這兩個點的波程差考慮進去重新運算,就可以得出一個影像
透過超級電腦運算,可以將兩個或多個相互距離為L的望遠鏡整合成一座直徑為L的望遠鏡。

至於為什麼參與陣列的望遠鏡距離越遠能夠達成高的解析度,這個我看到的解釋是因為瑞利準則:
光學儀器的角解析度 θ
與入射電磁波的波長 λ
以及該儀器的口徑 a
的關係式為θ=λ/a
也就是說 觀測的電磁波波長不變的情況下 儀器口徑越大 角解析度越小
而角解析度的意義可以想成 光學儀器觀測時 單一像素的兩個邊緣所夾的角 所以這個角度越小 就代表像素越小 解析度越高

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