高清射線圖像讓我們看到更詳盡的遙遠(yuǎn)星系

史詩級射線圖片讓遙遠(yuǎn)星系分毫畢現(xiàn)

調(diào)頻射線電波揭開宇宙的神秘面紗，將其不為人知的一面呈現(xiàn)于世人眼前。

武仙座A黑洞的噴發(fā)被低頻搜索與測距的射電望遠(yuǎn)鏡（LOFAR）捕捉到并拍下了高分辨率的照片。照片揭示了這場噴發(fā)每過幾十萬年都會變得更加強大，這種多樣性塑造出了噴發(fā)的結(jié)構(gòu)。（圖片版權(quán)：R·提莫曼；LOFAR&哈勃太空望遠(yuǎn)鏡）

河外星系最詳盡的無線電圖像已被分布在全歐洲9個國家的70000條無線電天線網(wǎng)捕捉并拍攝到。

圖像顯示了光學(xué)望遠(yuǎn)鏡看不到的那一部分宇宙，并讓人類能夠窺視到宇宙中一些最為神秘的現(xiàn)象，譬如位于星系中心的超大質(zhì)量黑洞的活動。

LOFAR背后的一個天文學(xué)家小組，由荷蘭射電天文學(xué)會管理的射電望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)花了十年的時間來生成這些圖片。

李·莫拉比托，英國達(dá)勒姆大學(xué)物理系助理教授，致力于改善LOFAR圖像的標(biāo)準(zhǔn)分辨率。通過加入更多的天線以及在超級計算機的幫助下，他們團隊將分辨率提升了20倍。

莫拉比托寫道，這些圖片提供了在調(diào)頻無線電頻段88～108兆赫之間有史以來最高的分辨率，這一頻段用于地球上的無線電廣播。當(dāng)然，她又補充說，最大的成就是可以將這種高分辨率和曠闊的視野結(jié)合在一起。

“那可是獨一無二的！”莫拉比托說，“它會讓我們在幾年之內(nèi)就完成對整個北部天空的探測。具有相當(dāng)分辨率的望遠(yuǎn)鏡的視野縮小了近20倍，而且整個天空的探測在邏輯上來說也不太可能，目前及計劃中也沒有一個射電望遠(yuǎn)鏡同時擁有這種大視野和高分辨率?！?/p>

各種天體，包括恒星、部分行星、以及黑洞都會發(fā)射無線電波，這些電波用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡是看不到的。和可見光不同，這些無線電波穿透塵埃云和氣團，向我們展現(xiàn)出了宇宙被隱藏起來的那一面。

圖片展示了標(biāo)準(zhǔn)分辨率的圖像和LOFAR射電望遠(yuǎn)鏡拍攝的最新的高分辨率圖像之間的差異。

（圖片版權(quán)：L·K·莫拉比托，LOFAR調(diào)查KSP）

超大質(zhì)量黑洞是宇宙中無線電波最大能量源頭之一。LOFAR圖片因此而把重點放在這上面，試圖找出從這些黑洞發(fā)射出來的噴射物質(zhì)，而這些用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡是偵測不到的。

“這些高分辨率圖像我們可以將其放大到足以看到當(dāng)超大質(zhì)量黑洞發(fā)射無線電波噴射時的真實情況，這在以前用調(diào)頻無線電頻段時是絕對不可能的?！眮碜杂鼜厮固卮髮W(xué)的尼爾·杰克遜，同時也參與該項目的合作，在發(fā)布于《天文學(xué)》的一篇文章中指出。

LOFAR通常只用荷蘭的天線，但這也限制了虛擬望遠(yuǎn)鏡鏡頭的直徑只能有75英里（120公里），而望遠(yuǎn)鏡的直徑又限制了它的分辨率。

一張LOFAR射電望遠(yuǎn)鏡拍攝的銀河系照片。（圖片版權(quán)：LOFAR）

當(dāng)然，天文學(xué)家們已經(jīng)找到將歐洲這九個國家的天線合為一體的方法了，這讓他們能夠把鏡頭直徑提高到1200英里（2000公里）并將分辨率提升到更優(yōu)的20倍之多。

由單獨天線完成的探測已經(jīng)完成數(shù)字化轉(zhuǎn)化并合并到最終的高分辨率圖像中。完成這一壯舉并非易事?？茖W(xué)家們每秒鐘要處理1.6TB的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于超過300張DVD。

“要處理如此龐大的數(shù)據(jù)，我們就不得不用到超級計算機?！焙商m萊頓大學(xué)的Frits Sweijen在報告中寫道，“這些使我們能夠在幾天之內(nèi)就把天線傳輸來的TB級數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹挥袔譍B大小的科學(xué)數(shù)據(jù)。”

莫拉比托最后說，要繪制完整的北部天空圖像需要大約3000次探測。他們完成的圖像和科學(xué)論文發(fā)表在了《天文與天文物理雜志》的特刊上。

BY: Tereza Pultarova

FY: ISHUCA·柳

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