前面文章（《上知天文》十三、你必須了解的天文望遠鏡-光學(xué)篇）我們介紹了光學(xué)天文望遠鏡，本文主要介紹射電天文望遠鏡的基本知識。

提到射電望遠鏡就不能不提小伙伴們耳熟能詳?shù)膽?yīng)該是咱們國家的fast天文望遠鏡，以及上個月（2019年4月10日）獨領(lǐng)風(fēng)騷的事件視界望遠鏡EHT，后者成功拍攝出人類首張黑洞照片。

射電望遠鏡（英文名稱radio telescope）是指接收天體射電波段輻射的望遠鏡，可以測量天體射電的強度、頻譜及偏振等量 。不論以上哪種射電望遠鏡，它們的原理都差不多。星星照射過來一束電磁波之后，被望遠鏡的鏡面反射，聚焦在焦點處，這個就跟牛頓反射式望遠鏡的光路差不多。

射電望遠鏡的外形各異，有固定在地面上的單一口徑的球面射電望遠鏡；還有那種帶云臺的，能全方位轉(zhuǎn)動的，這種射電望遠鏡的樣子，跟我們家里用的衛(wèi)星電視接收天線類似；也有那種網(wǎng)狀，由金屬桿制成的射電望遠鏡（米波、分米波射電望遠鏡）。

旋轉(zhuǎn)拋物面

射電望遠鏡絕大多數(shù)都是使用旋轉(zhuǎn)拋物面做反射面，這是因為這樣形狀的反射面，更容易實現(xiàn)同相聚焦。

均方誤差

制作一個大的射電望遠鏡對精度要求還是很高的，通常要求這個實際的拋物面跟理想拋物面的均方誤差要小于λ/16~λ/10之間，只有這樣，才能讓這個射電望遠鏡滿足工作條件，在波長大于λ的射電波段上有效工作。可見我國的fast射電望遠鏡的制作難度有多高了。

最小功率

按照現(xiàn)有的技術(shù)水平要求最弱的電平一般需要達到10~20W，天體發(fā)射過來的射電波經(jīng)過反射面匯聚到焦點處放大到10~1000倍，變換成中頻，用電纜傳送到控制室，然后進一步放大、檢波，最后進行特定研究方式的記錄、處理和顯示。

空間分辨率和靈敏度

空間分辨率是望遠鏡區(qū)分天球上兩個彼此靠近的射電源的能力。靈敏度是反應(yīng)射電望遠鏡探測微弱射電源的能力。跟前文我們提到的光學(xué)望遠鏡一樣，射電望遠鏡同樣要求有更高的空間分辨率和靈敏度。

連續(xù)孔徑射電望遠鏡

主要代表是采用單盤拋物面天線的經(jīng)典式射電望遠鏡。按機械裝置和驅(qū)動方式，連續(xù)孔徑射電望遠鏡（它通常又是非連續(xù)孔徑的基本單元）還可分為三種類型。

1、全可轉(zhuǎn)型或可跟蹤型可在兩個坐標轉(zhuǎn)動，分為赤道式裝置和地平式裝置兩種，如同在可跟蹤拋物面射電望遠鏡中使用的。

2、部分可轉(zhuǎn)型可在一坐標（赤緯方向）轉(zhuǎn)動，赤經(jīng)方向靠地球自轉(zhuǎn)掃描，又稱中星儀式（見帶形射電望遠鏡）。

3、固定型主要天線反射面固定，一般用移動饋源（又稱照明器）或改變饋源相位的方法。

非連續(xù)孔徑射電望遠鏡

以干涉技術(shù)為基礎(chǔ)的各種組合天線系統(tǒng)。20世紀60年代產(chǎn)生了兩種新型的非連續(xù)孔徑射電望遠鏡——甚長基線干涉儀和綜合孔徑射電望遠鏡，前者具有極高的空間分辨率，后者能獲得清晰的射電圖像。世界上最大的可跟蹤型經(jīng)典式射電望遠鏡其拋物面天線直徑長達100米，安裝在德國馬克斯·普朗克射電天文研究所；世界上最大的非連續(xù)孔徑射電望遠鏡是甚大天線陣，安裝在美國國立射電天文臺。

為了觀測弱射電源的需要，射電望遠鏡必須有較大孔徑，并能對射電目標進行長時間的跟蹤或掃描。此外，還必須綜合考慮設(shè)備的造價和工藝上的現(xiàn)實性。

射電觀測在很寬的頻率范圍進行，檢測和信息處理的射電技術(shù)又遠較光學(xué)波段靈活多樣，所以射電望遠鏡種類繁多，還可以根據(jù)其他準則分類：諸如按接收天線的形狀可分為拋物面﹑拋物柱面﹑球面﹑拋物面截帶﹑喇叭﹑螺旋﹑行波﹑偶極天線等射電望遠鏡；按方向束形狀可分為鉛筆束﹑扇束﹑多束等射電望遠鏡；按工作類型可分為全功率﹑掃頻﹑快速成像等類射電望遠鏡；按觀測目的可分為測繪﹑定位﹑定標﹑偏振﹑頻譜﹑日象等射電望遠鏡。

我國的射電天文望遠鏡

1、2012年，我國在上海佘山建成了亞洲最大，同類型望遠鏡總總體性能位列全球第四的65米射電天文望遠鏡。

2、“中國天眼”是一個500米口徑球面射電望遠鏡，由我國天文學(xué)家南仁東于1994年提出構(gòu)想，歷時22年建成，于2016年9月25日落成啟用。是由中國科學(xué)院國家天文臺主導(dǎo)建設(shè)，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。綜合性能是著名的射電望遠鏡阿雷西博的十倍。截至2018年9月12日，500米口徑球面射電望遠鏡已發(fā)現(xiàn)59顆優(yōu)質(zhì)的脈沖星候選體，其中有44顆已被確認為新發(fā)現(xiàn)的脈沖星。

非連續(xù)孔徑射電望遠鏡（EHT）史無前例的壯舉-人類首張黑洞照片的拍攝

2019年4月10日晚，數(shù)百名科學(xué)家參與合作的“事件視界望遠鏡（EHT）”項目在全球多地同時召開新聞發(fā)布會，發(fā)布了人類拍到的首張黑洞照片。該黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞。該黑洞距離地球5500萬光年，質(zhì)量為太陽的65億倍。圖中心的暗弱區(qū)域即為“黑洞陰影”。

2015年1月13日，阿塔卡瑪探險者實驗（APEX）與阿塔卡瑪大型毫米波天線陣（ALMA）成功聯(lián)合觀測，組成一個2.08公里的虛擬射電望遠鏡，如今與7000公里外的南極射電望遠鏡（SPT）進行了連接。它們通過甚長基線干涉技術(shù)（VLBI）連接在一起。更大的望遠鏡可以進行更敏銳的觀測，而干涉可以讓多個相距遙遠額望遠鏡像一個望遠鏡一樣工作，并且其尺度與望遠鏡之間的距離——也被稱為“基線”——一樣大。使用VLBI，可以通過盡可能增大望遠鏡的間隔而得到更清晰的觀測結(jié)果。事件視界望遠鏡（EHT）將室女A星系（M87）中心的黑洞作為觀測目標，并成功捕捉到了黑洞周圍環(huán)境的清晰圖像。

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