宇宙“微尘”里探索 在墨子沙龙“洞见黑洞”
中新网上海新闻4月1日电(林梅 郑莹莹)近日，在墨子沙龙龙年举办的第一场线下活动——《洞见黑洞》上，中国科学院上海天文台台长沈志强带领观众“跨越时空”，来了一场关于黑洞的奇妙之旅。
黑洞由于其致密性，光都无法从中逃逸，而且黑洞距离我们十分遥远，可见光无法穿透漫长旅程的气体和尘埃。如何给黑洞拍照，对人类是巨大的挑战。
1933年诞生的射电天文学为黑洞和其它天体的观测带来新的生机。它像是人类新的“眼睛”，突破了可见光的束缚，人类由此开启了利用可见光之外的波段洞悉宇宙的历史。
虽然黑洞本身并不发光，但是其周围物质被黑洞引力拉扯形成的吸积盘是可以被观测的，科学家称其为“黑洞的阴影”。相比可见光波段的望远镜，射电望远镜可以穿透尘埃和气体，捕捉到射电波段的信号。上个世纪60年代出现了甚长基线干涉测量技术(VLBI)，打开了人类用射电的技术去获得高分辨观测的大门。
甚长基线干涉测量技术，就是利用在地球上不同位置上的无线电或者射电望远镜，接收来自同一方向的信号，同时，把时间也非常精准的记录下来，然后把两个或者多个信号进行分析、处理、合成，这样的干涉技术等效于一个超大的望远镜——其口径大小为这两个天线距离。望远镜的角分辨率正比于观测波长，反比于望远镜口径，对于最佳的两个黑洞目标——Sgr A*和M87 *来说，在1.3mm波长下，需要的望远镜口径大约为地球直径那么大。毫无疑问，这是一项需要全球科学家通力合作的工程。
事件视界望远镜(EHT)国际合作就是在这样的需求下应运而生的，创建EHT是一项艰巨的挑战，需要升级和连接遍布世界各地的多台射电望远镜，形成一个口径如地球大小的虚拟望远镜。EHT实际上是由国际上可以工作在230GHz频率(1.3毫米波长)的亚毫米波射电望远镜所组成的VLBI阵列，目前包括分布在全球的6个地方的8个射电望远镜(阵)，角分辨率达20微角秒，上海天文台作为国内参与EHT合作的牵头单位，组织协调了国内学者参与EHT国际合作。
2019年4月10日， EHT发布了人类首张黑洞照片——距离地球5500万光年的M87*中央黑洞(M87*)的照片。
2022年5月12日晚上9点，人类揭晓“拍摄”到的第二张黑洞照片——那个“善变”的、位于银河系中心的超大质量黑洞人马座A*的照片也被“冲洗”出来了。
值得一提的是，在对M87*黑洞成像的流量校准和银心黑洞成像散射效应校准这两大难题的解决过程中，上海65米天马望远镜，作为东亚VLBI网主要成员参与2017年3-5月间密集的(17次)毫米波(7毫米、13毫米)VLBI协同观测。
在沈志强台长的构想里，为了更加洞悉黑洞的细节，(亚)毫米VLBI 是下一代黑洞成像的必由之路。更多的频率，可以给黑洞拍“多彩”的照片；为了研究黑洞自转、黑洞提取能量等动态变化过程，我们需要给黑洞拍动画或“电影”；除了Sgr A*和M87 *，我们还要研究更远、更小的黑洞，所以需要分辨率更高的望远镜。
沈志强感慨：“地球只是阳光里的一粒微尘，宇宙是如此浩瀚和伟大，而人类与之连接的，是对宇宙永无止境的探索。”(完)