接收太空电波的巨眼：正揭示看不见的宇宙秘密

尽管人眼可以看到许多宇宙现象，但在气体尘埃的掩护下，宇宙的大部分真容难以在可见光范围内被观测。20世纪30年代，科学家偶然发现了来自银河系中心的无线电波。天文学家意识到，比可见光波长更广的无线电波可以揭示其他波段所看不见的宇宙现象，射电天文学的时代由此开启。

60多年来，从美国的第一个射电天文台——国家射电天文台(NRAO)起，美国国家科学基金会(NSF)投入了最先进的设备促进射电天文学的发展。如今，美国国家科学基金会支持的射电望远镜项目，从西弗吉尼亚州一直延伸到智利安第斯山脉。

下面的这些精彩图片将带你一览这些了不起的望远镜和它们的部分重要发现。

1.银河中心的黑洞信号

借助于类似卡尔G.扬斯基(Karl G. Jansky)甚大阵(VLA)的射电望远镜，天文学家能够穿透充斥银河系内的气体尘埃，研究银河系中心的发出射电信号的超大黑洞。

随着超级计算机首次应用于射电天文学领域，VLA望远镜阵得以生成宇宙天体和活动的影像。上面的这幅银河系中心的照片就基于多个VLA望远镜阵的观测数据。图中左侧的圆环是一处超新星遗迹，被银河系中心的强大磁场牢牢拽住。

2.静默区

西弗吉尼亚州的“绿岸望远镜”是世界最大陆基可移动射电望远镜。整个望远镜约43层楼高，重7700吨；碟形天线的活动表面长110米、宽100米，由2000多块小型反射板组成。

“绿岸”望远镜位于位于阿巴拉契亚山脉的山谷中，所处的环境隔绝了城市地区的大多数无线电信号噪音。 由于来自太空的射电信号远比地球上人类活动的无线电信号微弱，为了保证它的运行，在“绿岸”望远镜周围13000平方英里的范围内都属于无线电静默区，如手机、信号发射塔等设施都受到严格监管。这也是多数射电望远镜位于人迹罕至的偏远地区的原因。

3.行星的起源

绿岸望远镜曾在猎户座分子云团(Orion Molecular Cloud Complex)内捕捉到一些卵石大小的颗粒物，它们在毫米波段下闪闪发光，密布于图片中橙色丝状物之中。而这些丝状物则是于猎户座星云的一个恒星形成区。

天文学家经常观测宇宙中的尘埃颗粒，它们有可能聚集形成成围绕在原恒星（一种非常年轻的恒星，形成于分子云当中）的岩质行星。然而，猎户座分子云团内的丝状物中所发现的星际颗粒，比典型的恒星形成区中的颗粒要大100至1000倍。据此，科学家猜测，大于预期的星际颗粒能够促进行星的形成。

需要注意的是，图片中的光学成像部分来自美国宇航局戈达德太空中心的观测设施。

4.探测气体尘埃的利器

阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜(ALMA)位于智利的安第斯山脉，海拔16500英尺，是地球上最高的天文台之一。

ALMA拥有66具高精度天线，最大的天线直径39英尺（约合12米），每座重达100吨，其探测到的图像数据可媲美一座14公里直径的射电天线效果，分辨率比哈勃望远镜还要高10倍，足以辨别约15公里外的一颗高尔夫球。正是这样，ALMA成为探测恒星周围气体尘埃区域的利器。ALMA和其他射电望远镜的观测也弥补了光学望远镜的观测缺憾。

5.黑洞“排放”气体尘埃

这是一张艺术概念图，描绘了距离地球4700万光年之遥的棒旋星系NGC 1068。借助ALMA望远镜阵，天文学家发现有气体尘埃正在从NGC 1068中心黑洞的吸积盘“排放”出来。吸积盘是由环绕黑洞高速旋转的物质组成，速度可以高达400-800公里每秒。随着其中的部分物质逐渐被强大的引力拽入黑洞，它们的温度将升高并发出强光。尽管有一部分物质被吸入黑洞，但同时也有一部分从黑洞逃逸。某些情况下，这些逃逸的物质能够形成一个环状的气体尘埃云，环绕在整个黑洞系统的周围。

6.赫赫有名的阿雷西博望远镜

波多黎各的阿雷西博(Arecibo)天文台是全球最著名的射电望远镜之一，而这或许要归功于电影《超时空接触(Contact)》和007系列电影《黄金眼》。

阿雷西博(Arecibo)望远镜于1963年由美国国防部建成，用于研究地球的电离层；其主天线直径305米，坐落在一个天然的石灰石天坑内。1969年，美国自然科学基金会接管了这座巨型望远镜。

历史悠久的阿雷西博望远镜也做出了许多重要的发现。从每秒自转数百次的中子星，到土卫六泰坦表面碳氢化合物湖泊的存在，背后都是这台射电望远镜的功劳。

7.揭开金星的面纱

2012年，天文学家将阿雷西博天文台和绿岸望远镜的数据结合起来，生成了这张极为详尽的金星表面图像。由于表面笼罩着一层厚厚的云雾，主要由硫酸和碳酸组成，金星的真面目很难被观测到。于是，天文学家利用阿雷西博望远镜向金星发出射电信号。在穿过地球和金星的大气层后，抵达金星表面的射电信号有一部分被反射回地球，由绿岸望远镜所接受。通过这样的“收发信号”方式，金星表面的山脉、陨坑和其他表面特征被呈现在人们的眼前。

8.超长基线阵列（VLBA）

这是位于美国欧文斯山谷内的一具射电望远镜，是超长基线阵列（VLBA）的一部分。VLBA望远镜阵由美国自然科学基金会创立，共由10架射电望远镜组成。它们的天线直径达25米，分散在美国夏威夷、加利福尼亚、亚利桑那和华盛顿特区等多个州。通过长基线干涉技术，VLBA形成了一个最大长度可达8611公里的超大型观测阵列，生成的图像分辨率比光学望远镜高数百倍。

依靠VLBA，来自世界各地的天文学家完成了许多重要发现，包括绘制宇宙的高精度地图，以及测量地球的板块运动及自转，而后者对于确保GPS系统的精确性至关重要。

9.探秘土星

借助VLBA望远镜阵和美国宇航局的卡尼西号飞船，天文学家绘制了土星及其卫星的精确位置地图（上图为示意图），误差范围不超过1英里。通过采集卡西尼号发出的无线电信号，VLBA能够精确定位飞船的轨道位置。再结合其他的相关数据，VLBA就可以提供土星及其卫星的准备位置，比地面光学望远镜的精度要高50-100倍。

地面射电望远镜网络，光学/红外望远镜，以及粒子和引力波天文台，正不断的揭示宇宙中那些看不见的和看得见的秘密，让我们进一步了解宇宙，和我们所处的位置。(dogstar)