2019年4月10日晚21点,人类历史上首张黑洞影像在上海、台北、布鲁塞尔、圣地亚哥、东京以及华盛顿六地同时发布。
观察的黑洞位在代号M87的椭圆星系中心,为了能够观测到其视界上的物质行为,天文学家们动用了分布在全球范围内的8台毫米/亚毫米波射电望远镜。
其中一台名叫海因里希-赫兹的亚毫米波射电望远镜坐落于美国亚利桑那州格雷厄姆山上,我们的故事就发生在三年前的这里。
英文简称为LBT的巨型双筒望远镜平台,是世界上最先进的光学望远镜之一。它由两个8.4米的主镜,共同安装在一个支架上。
换言之, LINC-NIRVANA就像是手机上的照相机应用程序,让你可以拍摄到远在5,350万光年之外的星系的中央。但是这个“应用程序”重达95吨,有139台电机,由一支国际工程师团队用了十年的功夫才建造而成。
工程师 Ralf-Rainer Rohloff是 LINC-NIRVANA这个高难度项目的元老级人物,也是德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的机械设计办公室主任。他说目前大概有40名来自不同领域的工程师正在从事这个项目,还有多位天文学家。
这台仪器将发挥多种功能,包括太阳系外行星成像,以及研究宇宙中最遥远的星系。
其中就有椭圆星系M87,又名“室女 A”(Virgo A)。1781年,法国天文学家查尔斯·梅西耶发现了这个星系,从那时起,它就一直深受天文学家们的关注。
M87属于室女座星系团,距地球5,350万光年。该星系有着数量庞大的球状星团,大约有12,000多个,而银河系只有150到200个。
LBT望远镜能够观察到这个星系的核心,此处喷射出高能量的等离子流,它们以相对论的速度移动。长度接近5,000光年。喷射等离子体的是星系中央的一个超大质量的黑洞。
由于LINC-NIRVANA项目的规模和成本,来自世界各地的多家机构都参与到这个项目的开发。Rohloff的研究所负责统筹德国各机构在这个项目上的工作,并与意大利和美国的同行合作。
仪器于2015年6月完工,整个夏天都在忙着仔细打包,9月份从德国运抵亚利桑那。11月,Rohloff和团队奔赴亚利桑那,现场调试仪器。
Rohloff:大家都很高兴,因为一切正常,没出什么大问题。经过如此漫长的设计和开发,它能够顺利运行,这足以令每个人感到欣慰。最后的安装将在2016年进行。
Rohloff:我们选择Nord-Lock楔形制锁垫圈和Superbolt预紧器,是因为它们更牢靠,当初挑选垫圈时,我们发现七成的垫圈都达不到真正的安全。我们的仪器必须绝对稳固,哪怕几百徽米的滑移都是不可接受的。
洛帝牢集团的产品被选中,也是因为它们能在非常狭小的空间内使螺栓精确达到所需的夹紧力。
仪器周围用不了大号扳手。借助Nord-Lock和 Superbolt的解决方案,我们就能用小扭矩扳手施加所需的精确扭矩,这是一个很大的优势。
这个耗时十年的项目已近尾声,但 Rohloff说他还有许多项目要去忙。由于工作需要,他经常得去偏远而荒凉的地方,比如西班牙的沙漠和智利的山区,只有那里才适合架设望远镜。他说,天文学是他一生的热爱。
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