银河系中心黑洞的第一张图像（事件视界望远镜合作）

北京时间2022年5月12日21时，在上海等世界各地同时举行的新闻发布会上，天文学家向人们展示了有史以来第一张银河系中心超大质量黑洞的照片！

三年前的M87黑洞图与这次有何不同？

它们来自同一批成像观测

三年前，北京时间2019年4月10日晚，EHT发布了人类首张黑洞照片，引起高度关注。 该黑洞被称为 M87*。 这张三年前发布的图片意义非凡。 它提供了黑洞存在的直接“视觉”证据，可以在强引力场下验证爱因斯坦的广义相对论，并详细研究黑洞附近的物质吸积和相对论性质。 喷射流是可能的。

M87 星系中心超大质量黑洞的图像（事件视界望远镜合作）

事实上，北京时间2021年3月24日晚，EHT向全世界发布了M87黑洞的第二张照片。

虽然前两次发布的时间相隔两年，但它们实际上来自同一批成像观测。 不同的是，这张“照片”是通过处理偏振信号得到的，所以我们称之为“偏振光下的黑洞图像”。 这也是天文学家第一次测量到表征如此接近黑洞边缘的磁场的偏振信息。

这张黑洞图片有什么意义？

我们对“时空如何弯曲、物质如何运动”的理解可以更进一步

这一结果提供了该物体是黑洞的证据，为理解这个被认为位于大多数星系中心的“庞然大物”的行为提供了宝贵的线索。

这意味着人类在观测设备、观测技能、数据处理能力等诸多方面都实现了系统性的飞跃。 同时，此次发布的观测结果进一步增强了对爱因斯坦广义相对论的检验。 换句话说，我们对“时空如何弯曲、物质如何运动”的理解可以更进一步。

为什么时隔三年才发布？

主要是因为需要复杂的“后期处理”和“重拍”

极长的“照片打印”时间主要是由于需要复杂的“后期处理”和“重新拍摄”。

EHT合作团队将从2017年EHT观测数据中提取的许多照片组合成银河系中心超大质量黑洞Sgr A*的最终照片（Event Horizon Telescope Collaboration）

为了增加检测灵敏度，EHT记录的数据量非常大。 以三年前发布的第一张黑洞照片为例，在2017年4月的观测中，八个站在五天的观测期间总共记录了约3500TB的数据。 研究人员在数据中心完成了一系列复杂的数据校正和处理后，再通过近两年的数据后处理和分析，我们得到了我们所看到的第一张黑洞图像。

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拍摄“黑洞”有哪些困难？

有点像拍一张小狗追逐自己尾巴的清晰照片

X 射线中的人马座 A（NASA）

说到“重拍”，就不得不说说黑洞“拍照”的两大难点。 首先，星系中心附近存在大量气体和尘埃，干扰射电望远镜的观测。 银河系中心的黑洞质量约为太阳的400万倍，距离地球仅26,000光年。 黑洞周围的气体围绕Sgr A*和M87*以几乎光速的高速旋转。 这意味着用 EHT 观察 Sgr A* 有点像拍一张小狗追尾巴的清晰照片。 其次，视野很小。 银心黑洞的视界只有1200万公里，从地球上看它的视直径只有50微角秒。 这是什么概念？ 就像从上海看北京的一根头发丝一样。

为了拍摄银河系中心超大质量黑洞人马座 A* 的最终照片，EHT 合作团队需要从 2017 年人马座 A*（人马座 A*）的 EHT 观测数据中提取并组合许多照片。

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中国天文在这个项目中扮演什么角色？

中国天文科学家参与早期观测技术前期研究

VLBI轨道测量子系统示意图（上海天文台）

中国天文科学家参与了早期观测技术的前期研究，对黑洞的大小和捕获图像的分辨率极限进行了研究，并对大量观测数据进行了VLBI数据处理。 VLBI轨道测量子系统由北京站、上海站、昆明站和乌鲁木齐站以及位于上海天文台的VLBI数据处理中心（VLBI中心）组成。

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EHT还将观测到哪些其他宇宙图像？

未来将拍摄一部关于银河系中心黑洞的“电影”

回顾地球，沈志强（上海天文台）

EHT的持续扩展和技术创新将使科学家们能够分享更多引人注目的照片，包括在不久的将来的黑洞“电影”。 “制作这样一部关于银河系中心黑洞的‘电影’，是下一代EHT的追求。” 上海天文台EHT合作国内协调员沈志强说。 “我们正在计划建造中国的亚毫米波VLBI望远镜，以参与Sgr A*的24小时不间断中继观测。”

来源：微信公众号“科学力量”综合整理自上海发布、上海天文台等。