一項國際合作的研究，公布了足以載入史冊的觀測結(jié)果——人類首次拍到了黑洞的影像。

史上第一張黑洞照片 | EHT

“事件視界望遠鏡”（Event Horizon Telescope EHT），是一個行星級別的望遠鏡陣列，由位于世界各地的8臺地基射電望遠鏡經(jīng)由國際合作而構(gòu)成。今天，在全球范圍的聯(lián)合新聞發(fā)布會上，EHT的研究者宣布他們已經(jīng)獲得了成功，揭示了超大質(zhì)量黑洞及其黑洞陰影的首個直接視覺證據(jù)。

這一重大突破今天也在《天體物理學快報》特刊上以6篇論文的形式公布。這幅影像揭示了室女座星系團中M87星系中心的黑洞。這個黑洞距離地球有5500萬光年，質(zhì)量是太陽的65億倍。

EHT將全球各地的望遠鏡連接起來，形成了一臺口徑與地球直徑相當?shù)奶摂M望遠鏡，具有前所未有的靈敏度與分辨率。EHT是國際合作多年的成果，在首次驗證愛因斯坦廣義相對論的歷史實驗恰逢百年之際，它為科學家提供了一種全新的方式，來研究這一理論所預言的宇宙中最為極端的天體。

美國哈佛-史密森天體物理中心的項目主任Sheperd S. Doeleman說：“我們拍攝了第一張黑洞的照片，這是超過200名研究人員組成的團隊完成的非凡科學成就?！?/p>

黑洞是一種極其不尋常的天體，質(zhì)量大到無以復加，尺寸卻很小。黑洞的存在，以極端的方式影響著它們周圍的環(huán)境，彎曲了時空，同時又將周圍的一切物質(zhì)加熱到極高的溫度。

“如果黑洞處在一個明亮的區(qū)域，比如一個發(fā)光的氣體盤中，我們預期會看到它在其中形成一個暗區(qū)，類似于陰影——這曾被愛因斯坦的廣義相對論所預測過，但我們從來都沒有親眼見過?！盓HT科學委員、荷蘭拉德堡德大學的Heino Flacke解釋說，“引力彎曲和事件視界捕獲光線，產(chǎn)生的這樣一個暗區(qū)，揭示了此類迷人天體的大量特性，也讓我們能夠測量M87中心黑洞那巨大的質(zhì)量?！?/p>

利用多種校準方法和成像方法，這項觀測揭示出了一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，中間有一個黑色區(qū)域，這便是黑洞的身影了。在EHT進行的多次獨立觀測中，黑洞的身影始終清晰可見。

“一旦確信拍到了這個陰影，我們就能把觀測結(jié)果跟計算機模型進行比較，把彎曲空間、超熱物質(zhì)和強磁場等物理過程都考慮了進來。我們觀測到的影像，有很多特征都跟理論對應得很好，好得驚人?！盓HT委員會成員、東亞天文臺臺長Paul T.P.解釋說，“這讓我們對觀察結(jié)果的解釋、以及估計黑洞的質(zhì)量，都很有信心！”

創(chuàng)立EHT不是件輕松的事兒，需要升級和連接一個全球范圍內(nèi)的網(wǎng)絡，這個網(wǎng)絡包含了8個高海拔地區(qū)的射電天文望遠鏡陣列，充滿各種意想不到的挑戰(zhàn)。來看看它們在哪兒吧：夏威夷和墨西哥的火山、美國亞利桑那州和西班牙的山區(qū)、智利的沙漠，以及……南極。

EHT采用的是一種被稱為甚長基線干涉測量（very-long-baseline interferometry ，VLBI）的技術(shù)。它能讓世界各地的射電望遠鏡一起工作，并利用地球的自轉(zhuǎn)，使這些望遠鏡變成了觀測波長為1.3毫米、有地球那么大的射電望遠鏡。這項技術(shù)能達到20微秒的角分辨率。這樣的精度，足夠讓一個人從巴黎的街邊咖啡館，看清紐約路人手里的報紙了。

此次做出貢獻的望遠鏡是ALMA、APEX、IRAM 30米望遠鏡、麥克斯韋望遠鏡、大毫米波望遠鏡、亞毫米波望遠鏡陣、亞毫米波望遠鏡，以及南極望遠鏡。望遠鏡多達數(shù)PB（1PB=1024TB）的原始數(shù)據(jù)，則由高度專業(yè)化的超級計算機整合處理。這些計算機由德國馬普射電天文學研究所和美國麻省理工學院海斯塔克天文臺提供。

EHT的構(gòu)思，以及今天公布的黑洞影像，是數(shù)十年來觀測、技術(shù)和理論工作的集大成者。這是國際團隊合作的典范，需要來自世界各地的研究者密切配合。13個合作機構(gòu)在現(xiàn)有的基礎設施和各種機構(gòu)的支持下，共同創(chuàng)造了EHT。重大資金支持由美國國家科學基地（NSF）、歐洲研究委員會（ERC）和東亞的基金機構(gòu)的提供。

“我們?nèi)〉玫倪@項成果，在上一代人看來還是不可能的?！盌oeleman這樣總結(jié)道?！翱萍嫉倪M步、全球最好的射電望遠鏡之間的合作，以及創(chuàng)新的算法，共同為我們了解黑洞與事件視界打開了一個全新的窗口?！?/p>

編譯來源：

Astronomers Capture First Image of a Black Hole

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翻譯：Antares、Luna、李小葵、東風、劈柴