查看迄今为止最全面的黑洞地图

乍一看，黑色背景上闪闪发光的白点阵列看起来和其他夜空没什么两样。但实际上，这张照片捕捉到了一些更酷的东西——这些星光闪烁的白点实际上是通过无线电信号捕捉到的数千个超大质量黑洞。这是迄今为止最详细的黑洞地图——超过 25,000 个黑洞。

这些黑洞中的每一个都在吞噬数百万光年之外的星系中心的尘埃和气体。这些强烈、饥饿的螺旋星系产生的辐射足以到达地球上的我们。如果这些黑洞没有积极吞噬太空粒子，它们几乎不可能被精确定位，因为休眠黑洞不会发出任何可探测的辐射，使它们或多或少不可见。

即使在宇宙大餐中捕捉一个活跃的黑洞也不是一件容易的事，更不用说捕捉数千个黑洞了。黑洞的超低射电波长是由低频阵列 (LOFAR) 探测到的，该网络由分布在欧洲 52 个地点的 20,000 个射电天线组成。

LOFAR 是目前唯一能够在 100 兆赫以下频率下生成高分辨率图像的射电望远镜网络。当无线电波在太空中传播时，其频率会降低，能量也会降低。由于信号在较低能量下更难探测到，并且波的能量在穿越数百万光年的空间时会降低，因此像 LOFAR 这样的高灵敏度阵列是探测黑洞和其他太空现象的能量特征的关键。

一旦天线网络接收到信号，数据就可以被汇编成如上图所示的图像。在这个特殊情况下，研究人员汇编了从每个天线收集的无线电波数据，以估计每个黑洞的位置。“这是多年来对极其困难的数据进行研究的结果，”德国汉堡大学天文学家 Francesco de Gasperin 解释说。“我们必须发明新方法将无线电信号转换成天空图像。”

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LOFAR 面临着太空望远镜无法避开的重大障碍：电离层。大气层的最外层形成了一个围绕地球的电子和带电粒子壳。它从地表以上 50 公里的高度一直延伸到 1,000 公里的高度，是大气层与太空真空的交汇处。

低于 5 兆赫的超低频无线电波在到达地球表面的 LOFAR 天线途中遇到大气层时会被反射回太空。为了纠正电离层干扰，天文学家团队开发了由超级计算机运行的算法，在收集无线电发射的同时每四秒过滤一次干扰。

荷兰莱顿天文台的天文学家 Huub Röttgering 表示：“经过多年的软件开发，看到这个系统现在真的成功了，真是太棒了。”

这幅第一幅图像覆盖了北方天空的 4%，融合了十年的开发和分析，以及 LOFAR 吸收的近 11 天的无线电发射。作为 LOFAR LBA 巡天的一部分，研究人员计划通过超低频对整个北方天空进行成像。

此次实验的全部结果将发表在《天文学和天体物理学》杂志上。