2012-01-12

比地球大 30 倍的望遠鏡誕生

The birth of a telescope 30 times larger than Earth
http://www.physorg.com/news/2011-12-birth-telescope-larger-earth.html

December 8, 2011

(PhysOrg.com) -- 在 2011 年 11 月 15 日,Effelsberg 100 公尺無線電望遠鏡、三座俄羅斯以及一座烏克蘭望遠鏡首度與俄羅斯 RadioAstron 計畫中繞行軌道的 10 公尺天線(即無線電波望遠鏡)Spektr-R 進行干涉儀觀測。這些觀測用的是 18 公分的波長,目標是遙遠、明亮且非常密集的似星體 0212+735。干涉儀訊號由介於 Spektr-R 與地面天線之間的 RadioAstron 團隊成功偵測到,創下無線電干涉儀尺寸的新世界紀錄,並為宇宙無線電發射的干涉儀研究開啟新紀元。

甚長基線干涉儀技術(VLBI)這種技術(那已在天文界立下眾多世界紀錄),現在因為干涉儀訊號(條紋/fringes)的成功偵測而進入到一個全新時代。 所使用的資料來自於 RadioAstron 計畫的 10 公尺空載(space-borne)天線 Spektr-R、三座俄羅斯 QUASAR Network 的 32 公尺天線、位於烏克蘭 Evpatoria 的 70 公尺天線以及位於德國 Effelsberg 的 100 公尺無線電望遠鏡的觀測。偵測在 2011/11/15 完成,所用資料是以 18 公分波長所完成的觀測,目標是遙遠的 0212+735 類星體所發出明亮且非常密集的無線電波。

"這些迷人的結果證實了我們的預期:我們將能在空前細節下以 RadioAstron 探測似星體最內側區域的狀態," Anton Zensus 表示,位於德國 Bonn 的 Max-Planck 無線電天文學研究所所長,同時也是該所 VLBI 研究小組的領導者。"來自這種系統的微弱訊號,需要協調運用可用的最敏感無線電波望遠鏡(例如 Effelsberg 這座具有 100 公尺碟型天線)。"

為了完成這些觀測,來自 RadioAstron 太空天線的資料被紀錄在機板上(recorded on-board),並送往位於俄羅斯 Puschino 的衛星追蹤天線。這些資料之後與參加 RadioAstron 觀測之地面無線電望遠鏡的紀錄結合。這是在莫斯科一間特殊的 RadioAstron correlator(相關器)設施中完成。RadioAstron correlator 搜尋被紀錄在二座天線以上之訊號間的相關性(即 interferometric fringes,干涉條紋)。利用這些相關性,遙遠宇宙天體的影像可以被重建,其解析度與望遠鏡的大小有關,而那相當於參與觀測的天線之間的最大距離。

Spektr-R 這顆衛星在觀測似星體 0212+735 時離地球約 10 萬公里。SpectR 計畫中的觀測將會延伸到離地球 36 萬公里,因此創造出一座大小比我們星球還要大 30 倍以上的望遠鏡。這種望遠鏡的解析度將達到 1/100,000 秒弧(second of arc)。這種解析度足以測量月球上一分錢硬幣的大小,而且所能深入的事相面(event horizon)規模,是我們銀河系中央超重黑洞之事相面的二倍。

"RadioAstron 團隊對於獲得第一筆干涉儀訊號感到非常振奮," 來自莫斯科 Astro 太空中心的 RadioAstron 科學家 Yuri Kovalev 表示。"這項成就證實了一套極端複雜系統的成功操作,同時也是一個里程碑,那使我們能朝一個大規模的、涉及位於世界各地的無線電望遠鏡的科學計畫邁進。"

這種令人振奮的新能力允諾協助對付天文物理學中某些最難搞的問題,包括宇宙中最高能粒子的起源以及超重黑洞的本質。

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