黑洞望远镜从地球表面进行创纪录的观测

在遥远星系的测试图像中，一系列事件视界望远镜实现了从地球上获得的最高分辨率观测。

这一成就使我们掌握了更壮观的超大质量图像黑洞，提供比迄今为止获得的图像详细 50% 的未来改进 - 那些M87*、超大质量黑洞5500 万光年之外，以及射手座 A*（Sgr A*），位于我们银河系中心的超大质量黑洞。

仅使用构成事件视界望远镜 （EHT） 阵列的少数望远镜拍摄，新的观测结果没有产生任何新图像。为此，需要整个数组的全部功能。

但该实验成功地以地球表面有史以来最好的分辨率观测到宇宙，以相对较高的 345 GHz 频率探测到遥远的红外光，其波长仅为 0.87 毫米。

“借助 EHT，我们使用 1.3 毫米波长的观测看到了第一批黑洞图像，但我们看到的由光在黑洞引力下弯曲形成的亮环看起来仍然模糊，因为我们处于图像清晰度的绝对极限。”天体物理学家亚历山大·雷蒙德 （Alexander Raymond） 说美国宇航局喷气推进实验室。

“在 0.87 毫米处，我们的图像将更清晰、更详细，这反过来可能会揭示新的特性，包括以前预测的特性，也可能是一些没有预测的特性。”

M87* 和 Sgr A* 的图像是一种称为超长基线干涉测量 （VLBI） 的技术的产物，该技术涉及世界各地的许多射电望远镜阵列，所有这些阵列都以同步精度协同工作。

组合大量数组有效地产生了一个地球大小的收集区域;使用的望远镜天线越多，得到的数据就越详细。但是有这么多望远镜，有大量的数据——对数据进行分类、分析和处理以生成黑洞事件视界的图像是一项艰巨的任务。在数据收集以及分析和处理之间，每张图像都需要投入精力、时间和人力。

尽管如此，图像本身仍然非常模糊，只有两种方法可以提高分辨率。首先是增加望远镜的尺寸。这不会匆忙发生——EHT 已经有地球那么大了。另一种是以更高的频率进行观察。

后一种选择更容易实现，但并非没有挑战。例如，水蒸气吸收 0.87 毫米的波比吸收 1.3 毫米的波多得多，因此在该波长处的大气不透明度要高得多。以前的 0.87 毫米观测需要使用太空望远镜，而太空望远镜没有 EHT 的地球大小的收集区域。

EHT 合作开发了一种校正大气中水蒸气影响的方法，从而提高了阵列的效率，并允许从地球表面进行 0.87 毫米的观测。

新的观测结果有望实现相当于观察瓶盖的分辨率月亮这意味着我们可能能够看到更小、更暗、更遥远的超大质量黑洞。

这些观测还意味着，通过同时对 1.3 毫米和 0.87 毫米波长的成像，我们很快就可以看到围绕这些宇宙庞然大物旋转的炽热、翻腾物质的多色视图。

“要了解为什么这是一个突破，请考虑一下从黑白照片到彩色照片时获得的额外细节。”天体物理学家 Sheperd 'Shep' Doeleman 说哈佛和史密森尼天体物理中心以及史密森尼天体物理天文台的。

“这种新的'色觉'使我们能够将爱因斯坦引力的影响与热气体和磁场区分开来，这些热气体和磁场为黑洞提供能量，并发射出在银河系距离上流动的强大喷流。”

我们非常接近对黑洞的了解，比以往任何时候都多。关注这个空间 - 史诗般的科学潜伏在事件地平线上。

该研究已发表在天文杂志.

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