天文學(xué)家捕獲的首張黑洞照片
北京時(shí)間4月10日21時(shí)，
事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）合作組織
協(xié)調(diào)全球六地（比利時(shí)布魯塞爾、
智利圣地亞哥、中國(guó)上海和臺(tái)北、日本東京、
美國(guó)華盛頓）召開(kāi)聯(lián)合新聞發(fā)布會(huì)，
宣布天文學(xué)家已成功獲得超大黑洞的
第一個(gè)直接視覺(jué)證據(jù)。
該黑洞圖像揭示了
室女座星系團(tuán)中超大質(zhì)量星系
Messier 87（M87）中心黑洞的“面貌”。
該黑洞距離地球5500萬(wàn)光年，
質(zhì)量為太陽(yáng)的65億倍。
EHT項(xiàng)目由
美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家聯(lián)合全球
其他研究機(jī)構(gòu)的科研人員共同實(shí)施：
2016年，科學(xué)家們提出了實(shí)施項(xiàng)目的意向。
2017年4月，設(shè)在全球多地的8臺(tái)
亞毫米射電望遠(yuǎn)鏡開(kāi)始了“拍照”工作。
之后是大量的數(shù)據(jù)處理，對(duì)結(jié)果的可靠性
也做了充分的比較分析。
據(jù)介紹，EHT項(xiàng)目
有來(lái)自非洲、亞洲、歐洲、北美洲、
南美洲的200余名研究人員參與，
獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）、
歐盟歐洲研究理事會(huì)（ERC）和
包括中國(guó)科學(xué)院天文大科學(xué)中心（CAMS）
在內(nèi)的東亞資助機(jī)構(gòu)支持。
CAMS由中科院國(guó)家天文臺(tái)、
紫金山天文臺(tái)和上海天文臺(tái)共同建立，
是EHT的一個(gè)合作機(jī)構(gòu)的成員。
上海天文臺(tái)牽頭組織協(xié)調(diào)國(guó)內(nèi)學(xué)者
通過(guò)該合作機(jī)構(gòu)參與此次EHT項(xiàng)目合作。
在此次EHT合作中，
中國(guó)科學(xué)家在早期EHT國(guó)際合作的推動(dòng)、
EHT望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)間的申請(qǐng)、
夏威夷JCMT望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)、
后期的數(shù)據(jù)處理和結(jié)果理論分析等
方面作出了中國(guó)貢獻(xiàn)。
參與此次觀測(cè)的望遠(yuǎn)鏡
包括ALMA、APEX、IRAM 30米望遠(yuǎn)鏡
James Clerk Maxwell望遠(yuǎn)鏡（JCMT）
大毫米波望遠(yuǎn)鏡（LMT）、亞毫米波陣（SMA）
亞毫米波望遠(yuǎn)鏡（SMT）和南極望遠(yuǎn)鏡（SPT）
其中JCMT目前由東亞天文臺(tái)負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)。
因?yàn)榧夹g(shù)設(shè)備還存在差距，
中國(guó)望遠(yuǎn)鏡沒(méi)有參與其中，
目前，我國(guó)有兩個(gè)亞毫米波射電望遠(yuǎn)鏡，
分別位于青海省的德令哈市和西藏的羊八井鎮(zhèn)，
但還不具備甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)。
而位于中國(guó)貴州的“天眼”FAST在
今年1月24日才具備參加深甚長(zhǎng)基線
干涉聯(lián)網(wǎng)合觀測(cè)的能力。
德國(guó)馬普射電天文研究所和
美國(guó)麻省理工學(xué)院海斯塔克天文臺(tái)的
專用超級(jí)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的
相關(guān)工作。隨著IRAM NOEMA天文臺(tái)、
格陵蘭望遠(yuǎn)鏡和基特峰望遠(yuǎn)鏡的加入，
未來(lái)EHT的靈敏度還將顯著提高。
上個(gè)世紀(jì)初，
愛(ài)因斯坦提出的廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)
黑洞不僅存在，而且還是宇宙中
一些極端現(xiàn)象的“幕后推手”。
黑洞是一種體積極小、
質(zhì)量極大的天體，具有非常強(qiáng)的引力，
周圍一定區(qū)域內(nèi)，連光也無(wú)法逃逸出去，
這一區(qū)域被稱為“事件視界”。
“事件視界望遠(yuǎn)鏡”
嘗試觀測(cè)的就是黑洞的“事件視界”，
2017年4月“事件視界望遠(yuǎn)鏡”啟動(dòng)拍照時(shí)，
美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)主席科爾多瓦曾聲明稱，
這是“一項(xiàng)令人激動(dòng)并具挑戰(zhàn)性的工作”，
將有助于驗(yàn)證一些最基本的物理學(xué)理論。
4月10日，在中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，中方團(tuán)隊(duì)成員在回答記者提問(wèn)
中國(guó)科學(xué)家長(zhǎng)期關(guān)注
高分辨率黑洞觀測(cè)和黑洞物理的
理論與數(shù)值模擬研究，在EHT國(guó)際合作
形成之前就已開(kāi)展了多方面
具有國(guó)際顯示度的相關(guān)工作。
本次EHT項(xiàng)目中，中國(guó)科學(xué)家
主要參與了黑洞圖像的觀測(cè)與研究工作。
從10日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志通信》的
論文作者署名看，中國(guó)大陸一共有
16位科學(xué)家參與了這項(xiàng)研究工作：
上海本地就有8位研究員參加，
其他人員來(lái)自云南天文臺(tái)、中科院高能物理所、
南京大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、
華中科技大學(xué)。此外，中國(guó)臺(tái)北也有
部分科學(xué)家參與了這項(xiàng)研究工作。
其中，來(lái)自華中科技大學(xué)
物理學(xué)院的科學(xué)家吳慶文教授
和研究生馮建超博士主要參與了
理論分析方面的工作。
接受媒體采訪時(shí)，
吳慶文教授表示，他在過(guò)去幾年里
進(jìn)行了系列研究，他們對(duì)黑洞吞噬物質(zhì)過(guò)程、
黑洞自旋等重要信息做了較好限定，
提出這次觀測(cè)的黑洞圖像應(yīng)該是
來(lái)自黑洞吞噬的物質(zhì)，而非相對(duì)論性噴流。
此外，還發(fā)現(xiàn)這個(gè)巨型黑洞
很有可能是高速自轉(zhuǎn)的，這次“拍攝”的
黑洞照片較好支持了他們的研究結(jié)果。
EHT項(xiàng)目堪稱全球團(tuán)隊(duì)合作的典范。
中科院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)認(rèn)為，
對(duì)M87中心黑洞的順利成像絕不是
EHT國(guó)際合作的終點(diǎn)站，期望在不久的將來(lái)，
EHT會(huì)有更多令人興奮的結(jié)果。
據(jù)了解，
由我國(guó)主導(dǎo)的黑洞探測(cè)計(jì)劃
“天琴空間引力波探測(cè)器計(jì)劃”
將于2030-2035年間發(fā)射：
我國(guó)將在10萬(wàn)公里高度的地球軌道上
部署三顆繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，
組成臂長(zhǎng)17萬(wàn)公里的等邊三角形，
形成空間引力波探測(cè)器。
天琴引力波探測(cè)器可以探測(cè)到
宇宙誕生初期第一代恒星或氣體云
塌縮形成的雙大黑洞合并產(chǎn)生的引力波，
這將幫助我們理解宇宙早期種子黑洞、
黑洞的增長(zhǎng)歷史以及星系演化等
重大天文與物理學(xué)問(wèn)題。
這將成為下一個(gè)20年
探測(cè)宇宙黑洞的利器，特別是可能會(huì)
搜尋到大量的中等質(zhì)量黑洞。
加油！中國(guó)科學(xué)家們！
文/科協(xié)改革進(jìn)行時(shí) 編輯整理
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