中新網(wǎng)上海4月10日電 (記者 孫自法)全世界200多位科學(xué)家合作完成的一項(xiàng)重大天文學(xué)成果——人類首張黑洞照片，北京時(shí)間4月10日晚在全球多地同步發(fā)布。事件視界望遠(yuǎn)鏡(EHT)宣布，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M87中心的黑洞，它距離地球5500萬(wàn)光年，質(zhì)量為太陽(yáng)的65億倍。

　　圖片來(lái)源：事件視界望遠(yuǎn)鏡合作組織

　　當(dāng)晚9時(shí)，人類首張黑洞照片上海發(fā)布會(huì)在中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)舉行。天文學(xué)家介紹說(shuō)，EHT是一個(gè)通過(guò)國(guó)際合作而實(shí)現(xiàn)的、由8個(gè)地面射電望遠(yuǎn)鏡組成的觀測(cè)陣列，旨在通過(guò)形成一個(gè)口徑如地球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡來(lái)捕捉黑洞的圖像，其所達(dá)到的靈敏度和分辨本領(lǐng)都前所未有。百年之前，愛(ài)因斯坦提出的廣義相對(duì)論得到了首次試驗(yàn)驗(yàn)證。如今，作為多年國(guó)際合作的成果，EHT為科學(xué)家們提供了研究宇宙中最極端天體的新手段。

　　“我們捕獲到了黑洞的首張照片”，來(lái)自哈佛大學(xué)及史密松寧學(xué)會(huì)的EHT項(xiàng)目主任謝潑德·多爾曼(Sheperd S.Doeleman)說(shuō)，“這是一項(xiàng)由200多位科研人員組成的團(tuán)隊(duì)完成的非凡的科研成果。”

　　黑洞是一種被極度壓縮的宇宙天體，在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)包含著令人難以置信的質(zhì)量。這種天體的存在以極端的方式影響著周圍的環(huán)境，讓時(shí)空彎曲，并將周圍的氣體吸進(jìn)來(lái)。在此過(guò)程中，氣體的引力能轉(zhuǎn)化成熱能，因此氣體溫度變得很高，會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈輻射。“如此一來(lái)，黑洞就像沉浸在一片類似發(fā)光氣體的明亮區(qū)域內(nèi)，我們預(yù)期黑洞會(huì)形成一個(gè)類似陰影的黑暗區(qū)域。這正是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論所預(yù)言的，可我們以前從未見(jiàn)過(guò)。”EHT科學(xué)委員會(huì)主席、來(lái)自荷蘭奈梅亨大學(xué)的海諾·法爾克(Heino Falcke)解釋稱，“這個(gè)暗影的形成，源于光線的引力彎曲和黑洞視界對(duì)光子的捕獲。暗影揭示了黑洞這類迷人天體的很多本質(zhì)，也使得我們能夠測(cè)量M87中心黑洞的巨大質(zhì)量。”

　　多次獨(dú)立的EHT觀測(cè)通過(guò)多個(gè)校準(zhǔn)以及不同的成像方法均揭示了一個(gè)環(huán)狀的結(jié)構(gòu)及其中心的暗弱區(qū)域，即黑洞陰影。“一旦我們成功對(duì)黑洞陰影成像，就可以將觀測(cè)結(jié)果與理論預(yù)言相比較，檢驗(yàn)考慮了時(shí)空彎曲、超高溫及超強(qiáng)磁場(chǎng)等物理性質(zhì)在內(nèi)的大量模型。令人驚訝的是，我們所觀測(cè)到圖像的許多特征與理論預(yù)言相一致”，EHT董事會(huì)成員賀曾樸評(píng)論道，“這使得我們對(duì)觀測(cè)的理論解釋，包括對(duì)黑洞質(zhì)量的測(cè)量，都充滿信心。”

　　EHT建設(shè)和最新獲得人類首張黑洞照片的成果源于數(shù)十年觀測(cè)、技術(shù)和理論工作的堅(jiān)持與積累，也是全球團(tuán)隊(duì)合作的典范，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)共同建立的中科院天文大科學(xué)中心是EHT一個(gè)合作機(jī)構(gòu)的成員，并由中科院上海天文臺(tái)牽頭組織協(xié)調(diào)參與此次EHT項(xiàng)目合作，積極參加全球?qū)b遠(yuǎn)M87星系中心超大黑洞的顛覆性觀測(cè)。

　　中科院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)研究員表示，“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，我們期望也相信在不久的將來(lái)EHT會(huì)有更多令人興奮的結(jié)果”。

　　“我們已經(jīng)取得了上一代人認(rèn)為不可能做到的事情”，謝潑德·多爾曼總結(jié)說(shuō)，“技術(shù)的突破、世界上最好的射電天文臺(tái)之間的合作、創(chuàng)新的算法都匯聚到一起，打開(kāi)了一個(gè)關(guān)于黑洞和事件視界的全新窗口”。

　　創(chuàng)建EHT是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)，需要升級(jí)和連接部署8個(gè)現(xiàn)有的射電望遠(yuǎn)鏡來(lái)組成全球網(wǎng)絡(luò)，包括ALMA、APEX、IRAM30米望遠(yuǎn)鏡、JamesClerkMaxwell望遠(yuǎn)鏡、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)。這些望遠(yuǎn)鏡分布在各種具有挑戰(zhàn)性的高海拔地區(qū)，包括夏威夷和墨西哥的火山、亞利桑那州的山脈、西班牙的內(nèi)華達(dá)山脈、智利的阿塔卡馬沙漠以及南極點(diǎn)。此外，馬普射電所和麻省理工學(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)了對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)的互相關(guān)工作。

　　EHT觀測(cè)使用了甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(VLBI)技術(shù)，觀測(cè)波段是1.3毫米。世界各地的射電望遠(yuǎn)鏡同步觀測(cè)，同時(shí)利用地球自轉(zhuǎn)，形成一個(gè)口徑如地球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡，達(dá)到的分辨率約20微角秒，觀測(cè)效果足以在巴黎的一家路邊咖啡館閱讀紐約街頭的報(bào)紙。

　　據(jù)了解，獲得人類首張黑洞照片這一具有里程碑意義的重大科學(xué)成果，也被權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《天體物理學(xué)雜志通信》于4月10日以特刊的形式發(fā)表6篇論文。(完)