大眾網·海報新聞濟南4月10日訊 4月10日21時，全球六地(比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國上海和臺北、日本東京和美國華盛頓)，將以英語、西班牙語、漢語和日語四種語言，通過協調召開全球新聞發布會，事件視界望遠鏡(EHT)將宣布一項與超大質量黑洞照片有關的重大成果，人類首張黑洞照片即將在全球六地同步發布，一直“活在傳說中”的黑洞終于要露真容了。

大眾網·海報新聞記者了解到，2017年的4月5日到14日之間，來自全球30多個研究所的科學家們開展了一項雄心勃勃的龐大觀測計劃，利用分布于全球不同地區的8個射電望遠鏡陣列組成一個虛擬望遠鏡網絡，人類第一次看到黑洞的視界面。這個虛擬的望遠鏡網絡被稱為“事件視界望遠鏡”(EventHorizon Telescope， EHT)，其有效口徑尺寸達到地球直徑大小。包括中國科學院上海天文臺在內的一些國內機構參與了此次國際合作。大眾網·海報新聞記者注意到，據新華社等媒體透露，黑洞照片“沖洗”用了約兩年時間。

給黑洞拍照難，“洗照片”更難

據中國科學院科普云平臺官微“中國科普博覽”分析稱， 給黑洞拍張照片不容易，“洗照片”更是耗時漫長。射電望遠鏡不能直接“看到”黑洞，但它們將收集大量關于黑洞的數據信息，用數據向科學家們描述出黑洞的樣子。

對于之前的干涉儀來說，因為不同望遠鏡之間的距離不會太遠，不同位置的觀測數據通常可以實時比較、合并而后得到圖像，科學家們是有可能實時在屏幕上看到圖像的。但對于此次跨越南北半球的事件視界望遠鏡觀測，因其所涉及的站點區域非常廣闊，所產生的數據量將十分龐大。事件視界望遠鏡每一個晚上所產生數據量可達2PB (1PB=1000TB=1000000 GB)，和歐洲大型質子對撞機一年產生的數據量差不多。考慮到有些區域(比如南極)的數據傳輸速度相對較慢，所以科學家們在觀測時不會對各個站點的數據進行實時相關分析，所以更不可能在屏幕上看到黑洞的實時圖像。

在每一個觀測中心，科學家們將利用提前校對好的原子鐘時間，對每一個電磁波到達的時間進行分別標定和存盤，等到觀測結束之后再匯總比較。在觀測結束之后，各個站點收集的數據將被匯集到兩個數據中心(分別位于美國麻省Haystack天文臺和德國波恩的馬普射電所)。在那里，大型計算機集群將會對數據時間進行合并與分析，從而產生一個關于黑洞的圖像。這一分析所需的時間少則半年，長則一年。

無論最終的圖像如何，即便是只能夠看到幾個像素，此次視界面望遠鏡的觀測也將是人類黑洞觀測史上的重要一步。

望向銀河中心黑洞的視界面，猶如在地球上看月球上的橙子

視界面望遠鏡此次觀測目標主要有兩個，一是銀河系中心黑洞Sgr A*，二是位于星系M87中的黑洞。

之所以選定這兩個黑洞作為觀測目標，是因為它們的視界面在地球上看起來是最大的。其它黑洞因為距離地球更遠或質量大小有限，觀測的難度更大。Sgr A*黑洞的質量大約相當于400萬個太陽，所對應的視界面尺寸約為2400萬公里，相當于17個太陽的大小。

然而，地球與Sgr A*相距2萬5千光年(約24億億公里)之遙，這就意味著，它巨大的視界面在我們看來，大概只有針尖那么小，就像我們站在地球上去觀看一枚放在月球表面的橙子。

M87中心黑洞的質量達到了60億個太陽質量，盡管與地球的距離要比Sgr A*與地球之間的距離更遠，但因質量龐大，所以它的視界面對我們而言，可能跟Sgr A*大小差不多，甚至還要稍微大那么一點兒。

8個望遠鏡同時看到2個黑洞，每年只有10天窗口期

要想看清楚兩個黑洞視界面的細節，視界面望遠鏡的空間分辨率要達到足夠高才行。要多高呢?比哈勃望遠鏡的分辨率高出1000倍以上。

科學家們之前可以利用單個望遠鏡實現黑洞周圍恒星位置的測量，但是，相較于恒星與黑洞之間的距離尺度(1萬億公里)，視界面的尺度太微小了(至少小10萬分之一倍)，因此利用單個鏡面很難完成。這時候，為了增強空間分辨率，就需要使用“干涉”技術了，即利用多個位于不同地方的望遠鏡在同一時間進行聯合觀測，最后將數據進行相關性分析之后合并，這一技術在射電波段已相當成熟。

在這種情況下，望遠鏡的分辨率取決于望遠鏡之間的距離，而非單個望遠鏡口徑的大小，所以，事件視界望遠鏡的分辨率相當于一部口徑為地球直徑大小的射電望遠鏡的分辨率。

在此事件視界望遠鏡進行觀測之前，天文學家們已經利用其中部分毫米望遠鏡對Sgr A*和M87星系中心黑洞進行了聯合觀測，并得到了一些令人興奮的結果：盡管沒能看清黑洞視界面，但已探測到了黑洞中心區域的輻射。

為了增加空間分辨率，以看清更為細小的區域，科學家們在此次進行觀測的望遠鏡陣列里增加了位于智利和南極的望遠鏡。要保證所有8個望遠鏡都能看到這兩個黑洞，從而達到最高的靈敏度和最大的空間分辨率，留給科學家們的觀測窗口期非常短暫，每年只有大約10天時間(對于2017年來說，是在4月5日到4月14日之間)。

(記者 吳軍林 綜合整理中國科學院相關科普文章)

[責任編輯：楊凡、穆楠]

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