中国科学家领衔揭秘M87黑洞新面貌

中国科学家领衔揭秘M87黑洞新面貌

2024年1月，事件视界望远镜（EHT）合作组织发布了M87星系中心黑洞的最新影像。这是继2017年首次拍摄到人类历史上第一张黑洞照片后，科学家们再次对这个位于5500万光年之外的超大质量黑洞进行独立成像。

新影像显示，与2017年的照片相比，黑洞周围的光斑沿着逆时针方向偏转了约30度。这一变化虽然微小，却具有重要的科学意义。它不仅进一步验证了爱因斯坦广义相对论关于黑洞阴影的预测，还为研究黑洞周围物质的运动状态提供了新的线索。

在这项具有里程碑意义的研究中，中国科学院上海天文台发挥了重要作用。由路如森研究员领衔的国际团队，利用全球16个观测台站在3.5毫米波段对M87黑洞进行了成像探测。这一波段的选择，使得科研人员能够同时观测到黑洞周围的吸积流和喷流，获得了一张前所未有的“全景照”。

上海天文台不仅参与了EHT国际合作，负责数据处理和理论解释等关键环节，还独立开发了数据处理平台，显著提升了成像效率。在这一过程中，中国科研团队展现出了卓越的技术实力和创新能力。

拍摄黑洞照片绝非易事。由于黑洞本身不发光，科学家们实际上是通过观测黑洞周围高温气体发出的辐射来“看见”黑洞。这需要一个相当于地球大小的望远镜才能实现。事件视界望远镜正是通过甚长基线干涉测量技术（VLBI），将分布在全球的多个射电望远镜联网，形成一个虚拟的“地球大小”的望远镜阵列。

黑洞成像过程异常复杂，需要处理海量数据。据上海天文台助理研究员赵杉杉介绍，每次观测产生的数据量可达几PB，这些数据需要通过轮船、飞机等运输到全球的数据处理中心进行分析。为了确保结果的可靠性，多个研究小组会独立进行数据处理和图像重建，最终得到一致的结果。

这一发现不仅验证了广义相对论的预测，还为研究黑洞周围的物质运动和磁场结构提供了新的线索。黑洞周围的物质状态每年都在变化，通过多次观测可以区分天体物理过程和广义相对论效应，帮助科学家更好地理解这些神秘的宇宙巨兽。

目前，中国科研团队正在积极推动下一代黑洞成像技术的发展。路如森研究员正带领团队在西藏等地为建设亚毫米波望远镜选址，这将为未来拍摄更高分辨率的黑洞图像奠定基础。此外，团队还在开发多频同时接收技术，以获取更多关于黑洞的细节信息。

上海天文台台长沈志强表示：“科研永无止境，对宇宙的探索更是如此。”随着技术的不断进步，我们有理由相信，未来将会有更多关于黑洞的惊人发现，而中国必将在这一领域持续发出响亮的声音。