奠定了首張黑洞照片的關鍵性技術

VLBI技術，英文全稱Very-long-baseline interferometry，中文名：甚長基線幹涉測量技術。

簡單來說，VLBI就是把幾個小望遠鏡聯合起來，達到一架大望遠鏡的觀測效果。這是因為，雖然射電望遠鏡能「看到」光學望遠鏡無法看到的電磁輻射，從而進行遠距離和異常天體的觀測，但如果要達到足夠清晰的解析度，就得把望遠鏡的天線做成幾百公裡，甚至地球那麼大。

所以這次拍到首張黑洞照片是使用VLBI技術虛擬了一個地球直徑大小的望遠鏡

首張黑洞照片

上世紀50年代，劍橋大學的天文學家馬丁·賴爾建成了第一臺射電幹涉儀，使不同望遠鏡接收到的電磁波可以疊加成像，在此基礎上，VLBI得以發展。1974年，賴爾以此獲得了諾貝爾獎。

工作原理

射電源輻射出的電磁波﹐通過地球大氣到達地面﹐由基線兩端的天線接收。由於地球自轉﹐電磁波的波前到達兩個天線的幾何程差(除以光速就是時間延遲差)是不斷改變的。兩路信號相關的結果就得到幹涉條紋。天線輸出的信號﹐進行低噪聲高頻放大後﹐經變頻相繼轉換為中頻信號和視頻信號。在要求較高的工作中﹐使用頻率穩定度達10 的氫原子鐘﹐控制本振系統﹐並提供精密的時間信號，由處理機對兩個「數據流」作相關處理﹐用尋找最大相關幅度的方法﹐求出兩路信號的相對時間延遲和幹涉條紋率。如果進行多源多次觀測﹐則從求出的延遲和延遲率可得到射電源位置和基線的距離﹐以及根據基線的變化推算出的極移和世界時等參數。參數的精度主要取決於延遲時間的測量精度。因為﹐理想的幹涉條紋僅與兩路信號幾何程差產生的延遲有關﹐而實際測得的延遲還包含有傳播介質(大氣對流層﹑電離層等)﹑接收機﹑處理機以及鐘的同步誤差產生的隨機延遲﹐這就要作大氣延遲和儀器延遲等項改正﹐改正的精度則關係到延遲的測量精度。目前延遲測量精度約為0.1毫微秒。

細節圖

實物圖

首張黑洞照片的發布，92歲的中國科學院葉叔華功不可沒，其推動了中國VLBI技術。

中國科學院院士，天文泰鬥，國際著名天文學家葉叔華

上世紀90年代，國家醞釀「探月工程」，上海天文臺就提出用vlbi網對「嫦娥一號」進行測軌。2007年，「嫦娥一號」衛星發射，之前我國的太空飛行器最遠只去過8萬公裡遠的太空，而地月之間有38萬公裡，葉叔華和團隊自告奮勇承諾10分鐘之內，完成vlbi測軌任務，後來在「嫦娥四號」的任務中，1分鐘就能完成測軌。為更好地發揮vlbi網的作用，葉叔華向上海市領導建言再做一個65米的望遠鏡，成為中國科學院和上海市的合作項目，未來不管太空飛行器到木星、土星或是太陽系邊緣，測軌都不在話下。2012年，上海65米射電望遠鏡落成，現已在深空探測和天文研究中發揮了很大作用。2019年1月3日，「嫦娥四號」實現了人類探測器首次在月球背面軟著陸，這將為今後遠程空間探測提供新的基地，開創了人類空間探測的新紀元。