“拍攝”黑洞照片的功臣“相機”為何在智利?

近日，人類史上首張黑洞照片（由計算機處理天文望遠(yuǎn)鏡所獲數(shù)據(jù)而得到的圖像）轟動世界。但少有人知道，“拍攝”黑洞照片的大功臣“相機”——阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡（ALMA）是什么樣子，它所在的智利為何是國際天文學(xué)界公認(rèn)的天文觀測絕佳之地。

如今世界各國都將大型望遠(yuǎn)鏡建在智利。中國科學(xué)院南美天文中心文特峰觀測臺站也正在那里建設(shè)，未來可能在大型的天文國際合作中為中國增光添彩。

ALMA為何是“功臣相機”

世界多國科研人員參與的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項目4月10日發(fā)布人類首張黑洞照片。在該項目用于聯(lián)合觀測黑洞的8臺射電望遠(yuǎn)鏡中，ALMA發(fā)揮的作用至關(guān)重要。

ALMA項目天文學(xué)家維奧莉特·因佩利澤里直言，這臺望遠(yuǎn)鏡是“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項目的核心。

中科院南美天文中心主任王仲在接受采訪時說，拍攝黑洞照片，少了ALMA就不行。

專家解釋說，因為這臺望遠(yuǎn)鏡不是簡單一臺射電望遠(yuǎn)鏡，而是由66臺口徑7至12米的拋物面天線共同組成一個望遠(yuǎn)鏡陣列，直徑可達(dá)16公里，代表了當(dāng)今國際射電天文最先進(jìn)的觀測能力，在觀測效率上比此前各國擁有的同類設(shè)備提高一個量級，分辨率能超出哈勃望遠(yuǎn)鏡10倍。

參與“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項目的中科院上海天文臺研究員路如森說，隨著這樣高靈敏度的亞毫米波望遠(yuǎn)鏡于2013年投入使用，黑洞成像觀測才成為可能。

“黑洞成像需要觀測毫米波和亞毫米波，這是它最擅長的?！蓖踔僬f。

智利為何是“觀星勝地”

智利有“星空之國”的美譽。阿塔卡馬沙漠擁有全世界絕佳的天文觀測條件，全年晴夜數(shù)可達(dá)320天左右，氣流穩(wěn)定、空氣干燥、無光污染，加之智利政府長期、穩(wěn)定的支持政策，不少國家都將大型望遠(yuǎn)鏡建在智利，十幾個大型項目甚至同時在這里興建。

除了ALMA，歐洲南方天文臺籌建的下一代極大望遠(yuǎn)鏡也正在智利修建。這臺望遠(yuǎn)鏡由798個六角形小鏡片拼接成直徑39.3米的主鏡，集光面積達(dá)978平方米，預(yù)計2024年建成后將成為世界上最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。

歐洲南方天文臺智利代表克勞迪奧·梅洛接受采訪時說：“極大望遠(yuǎn)鏡項目預(yù)計投資11億歐元。智利政府和社會各界幾十年來一直大力支持發(fā)展天文事業(yè)，并將‘零光污染夜空作為國有資源來保護(hù)，這也是我們將大項目放在智利的重要因素。”

“北半球最好的臺址位于夏威夷，南半球位于阿塔卡馬沙漠。銀河系中心在南天區(qū)，距銀河系最近的恒星星系大小麥哲倫星云也在南天區(qū)。最近十幾年，在美國夏威夷建設(shè)大型望遠(yuǎn)鏡的空間嚴(yán)重受限，全球大多數(shù)大型望遠(yuǎn)鏡都建在智利?！蓖踔僬f。

中國在“觀星勝地”不缺席

隨著越來越多的大型天文觀測設(shè)備在阿塔卡馬投入使用，天文科研產(chǎn)出取得很大進(jìn)步。獲2011年諾貝爾物理學(xué)獎的“宇宙加速膨脹”天文觀測結(jié)果、2017年的“引力波光學(xué)對應(yīng)體”發(fā)現(xiàn)，均由位于阿塔卡馬的天文臺觀測或驗證。

歐洲南方天文臺于1963年開始在智利建設(shè)天文觀測臺，如今在阿塔卡馬沙漠已有3個天文觀測臺。美國在智利也建有天文觀測臺。日本、韓國也正在智利建設(shè)自己的望遠(yuǎn)鏡。

2016年，中國國家天文臺和智利北方天主教大學(xué)簽訂協(xié)議，在阿塔卡馬合作建設(shè)天文觀測基地。如今，在距離極大望遠(yuǎn)鏡僅30公里處的文特峰，中科院南美天文中心文特峰觀測臺站正在建設(shè)中，已初具雛形。

大型天文望遠(yuǎn)鏡設(shè)備已成為國家高科技水平和綜合國力的標(biāo)志之一。前中科院國家天文臺臺長、探月工程月球應(yīng)用科學(xué)首席科學(xué)家嚴(yán)俊對記者說：“在智利建設(shè)以我為主的超大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，是中國天文學(xué)工作者的共同心愿?！?/p>

本刊整理自新華社