4月10日历史上的今天2019年4月10日的今天，世界上首张黑洞图像出炉，该历史事件记录为2019年4月10日年间的历史文献线索
通过对黑洞成像，EHT可在强引力场的极端环境下验证爱因斯坦的广义相对论，并细致研究黑洞周围的物质吸积和喷流的形成及传播。
作为对100年前爱丁顿等人验证广义相对论的回声，EHT合作者们在2017年4月份到多个世界上最高、最偏僻的射电天文台，以一种爱因斯坦永远也不会想到的方式去检验他的广义相对论。
参与此次观测的包括位于世界6个地点的8个台站 (表1，图5)。
表1. 参加EHT观测的望远镜信息，其中，ALMA，LMT，SMA和SPT的有效口径只针对2017年
图5. 2017年4月份参加EHT观测的8个VLBI台站 (图片由作者提供)
实线连接的为观测M87的5个地点(7个台站;由于位置限制，位于南极的SPT望远镜无法观测到M87)，虚线连接的为观测一个校准源(3C279)的台站。
为了增加探测灵敏度，EHT所记录的数据量非常庞大。2017年4月份的观测中，每个台站的数据率达到惊人的32Gbit/s，8个台站在5天观测期间共记录约3500TB数据(相当于350万部电影，至少要几百年才能看完!)。
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。在那里，研究人员用超级计算机矫正电磁波抵达不同望远镜的时间差，并把所有数据做互相关综合处理，从而达到信号相干的目的。
在此基础之上，通过对这些数据经过近两年时间的后期处理和分析，人类终于捕获了首张黑洞图像。
我国科学家长期关注高分辨率黑洞成像研究，在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。在此次EHT合作中，中国科学家在早期共同推动了EHT的合作并参与了EHT望远镜观测时间的申请，同时协助JCMT望远镜开展观测并参与数据处理和结果理论分析等，为EHT黑洞成像做出了积极的贡献。
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由于对M87中央黑洞质量的不同测量方法(气体动力学vs.恒星动力学)所得结果差了近2倍，因此能对M87*成像还是让人稍有意外的。然而，对M87黑洞的顺利成像绝非EHT的终点站。相反，这一令人兴奋的结果必将激发人们对于黑洞研究的更多兴趣和热情。
目前，对2017年M87的观测数据仍在继续分析中。研究人员希望通过对辐射的偏振研究来获取黑洞周围的磁场性质，这对理解黑洞周围的物质吸积及喷流形成至关重要。
另一个最佳成像候选体——银河系中心黑洞的质量更加确定，而之前的EHT观测结果已经表明，黑洞周围出现“中间暗，周围(一边)亮”的结构，其总体特征大小为5倍史瓦西半径，与广义相对论预言一致(参考资料及图6)。
随着后续更多的观测台站(如Northern Extended Millimeter Array， Kitt Peak Telescope)加入EHT，以及数据质量(灵敏度)的提升，我们完全有理由相信，在不久的将来EHT能够获得银心黑洞更加清晰的图像。
让我们拭目以待!
图6.针对银心黑洞的1.3毫米VLBI观测示意图 (图源：Max Planck Society)
2013年利用位于4个地点的6个VLBI台站开展针对银心黑洞的1.3毫米VLBI观测示意图，其中内嵌图给出了与观测相符合的两个最可能辐射结构的模型。注：在VLBI发展的早期或者一般在基线覆盖不太理想的情况下，通常考虑用简单的几何模型(如高斯)来拟合观测到的(可见度)数据。很多早期的发现，比如视超光速运动，都是在非常有限的几条(甚至一条)基线的情况下、基于简单的几何模型做出的。
作者简介
路如森，中国科学院上海天文台研究员。2010和2011年分别获得德国科隆大学和中国科学院上海天文台理学博士学位，2018年入选第十四批“千人计划”青年项目，研究方向为高分辨率射电天体物理。
左文文，中国科学院上海天文台副研究员，2014年获得北京大学天体物理博士学位，目前从事高红移类星体研究和科学传播工作。
