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#2012-2022天文领域二十项成就
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喜迎国庆，喜迎“二十大”，10月1日起我们特别推出 2012-2022天文领域二十项成就回顾系列，每日一推。查看下图，速来揭晓“今日成就”。
2019-4
M87星系中心超大质量黑洞
2019年4月10日，包括上海在内的全球各地同时召开新闻发布会，公布了有史以来第一张黑洞照片——M87星系中心超大质量黑洞。
2019年4月10日，包括上海在内的全球各地同时召开新闻发布会，公布了有史以来第一张黑洞照片——M87星系中心超大质量黑洞。这一卓越成就是通过事件视界望远镜（EHT）于2017年4月的观测获得的。2022年5月12日，天文学家又向人们展示了EHT的最新成果——首张银河系中心的超大质量黑洞照片。
首张银河系中心超大质量黑洞的照片
M87星系中心黑洞（M87*）质量约为太阳的65亿倍，距离地球5600万光年；银河系中心黑洞（Sgr A*）质量约为太阳的420万倍，距离地球2.6万光年。事件视界望远镜（英语：Event Horizon Telescope， EHT）是一个以观测星系中央特大质量黑洞为主要目标的计划。该计划是将全世界横跨几大洲的约10台毫米波望远镜（或阵列），以甚长基线干涉技术（VLBI）组合起来，互相协调、同时观测同一目标并记录下数据，从而形成一口径等效于地球直径的虚拟望远镜。这样做的结果是可以将观测的角分辨率提升几十个微角秒，足以观测到超大质量黑洞事件视界尺度的程度。
为了增加探测灵敏度和可靠性，EHT所记录的数据量非常庞大。在2017年4月份的观测中，8个台站在5天观测期间共记录就大约有3500TB数据。假如用家用1T容量的移动硬盘来储存这些数据，移动硬盘的高度叠加在一起有15层楼的高度！EHT采用专用硬盘来记录数据，再把它们送回数据中心进行处理。研究人员在数据中心对数据做完一系列复杂的校正和处理后，再通过对这些数据经过近两年时间的后期处理和分析，才有了我们看到的人类首张黑洞图像。而银河系中心黑洞照片，是研究团队花了五年时间，用超级计算机合成和分析数据，编纂了前所未有的黑洞模拟数据库，与观测结果进行严格比对后绘制而成的。
从黑洞照片的“拍摄”到“冲洗”，都离不开中国科学家的努力，在早期EHT国际合作的推动、EHT望远镜观测时间的申请、夏威夷JCMT望远镜的观测、后期的数据处理和结果理论分析等方面做出了中国贡献。EHT项目团队中包括来自中科院上海天文台、云南天文台、中科院高能所、北京大学、华中科技大学、南京大学等单位的17位科学家。中国天文科学家参与了前期观测技术的预研，对黑洞大小、拍摄图片分辨率极限等研究推测，以及对大量观测数据进行VLBI数据处理。我国科学家长期关注高分辨率黑洞观测和黑洞物理的理论与数值模拟研究，在事件视界望远镜（EHT）国际合作形成之前，就已开展了多方面具有国际显示度的相关工作。例如：2002年，中科院上海天文台研究员沈志强牵头的国际团队利用美国的甚长基线干涉阵列VLBA对银心黑洞射电源Sgr A*开展了首次的高分辨率成像观测，测量出Sgr A*在3毫米波段的内禀大小，发现了支持银河系中心存在超大质量黑洞的令人信服的证据。
VLBI测轨分系统示意图
EHT不会停止观测研究的脚步。今年3月，EHT又完成了有更多望远镜参与的联合观测。EHT的持续扩展和技术革新将使得科学家可以分享更引人注目的照片，包括在不久的将来的黑洞“电影”。中国也正在规划建设新的亚毫米波VLBI望远镜，以期参与到对Sgr A*的24小时不间断的接力观测中。
编辑：一枝花
审核：水仙
绘画：盛盛、凯丽
来源：EHT Collaboration、NASA、Caltech-NuSTAR、CXC、CfA-VERITAS、MAGIC、HESS、上海天文台