为什么科学家不去拍离地球更近一点的人马座A*,要去拍更远的M87*?
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发布时间：2023-09-17 17:21
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时间：2024-11-24 18:41
本次观测的目标设计：
人马座A*
离地球最近的大质量黑洞为距离地球约26,000光年、位于银河系*的特大质量黑洞人马座A*，其具有约四百万太阳质量、30倍太阳体积，为已知黑洞中占天空视面积最大的一个。然而，即使其观测大小已因自身引力产生的引力透镜效应而放大了两倍以上，它的事件视界看起来仍仅有55微角秒，相当于从地球看一颗放在月球上的苹果 。
M87
室女A星系（M87）中心的黑洞为次佳的观测目标。M87的黑洞距离地球5,500万光年，估计拥有64亿倍太阳质量，因此在天空中看起来只比人马座A*小一些。它拥有一道横跨5,000光年的喷流，若能辨识出喷发的起点，可让理论学家更了解超相对论性喷发物的性质。观测M87相对人马座A*有许多优点，如：位在北半球的天空，使它有更多现成的天文台可进行观测；质量为人马座A*的2,000倍，因此动态变化时间较长，较易取得进行中事件的影像；并且，观测M87的黑洞较不会受其星系盘面的物质影响。
活动星系核
活动星系核（AGN）为具有高红移、在部分至全部波段辐射出强烈电磁波的遥远天体。EHT的高角分辨率适合研究AGN细部结构，且观测波长可以看得更深入喷流内部、研究其准直性，高带宽则适合测量喷射源的高旋转量。这方面的观测能力目前只有俄罗斯的空间天文台Spektr-R可能超过EHT，且是在前者以最高频率（22吉赫）、单一方向观测的情况下才会发生 。
观测波长
因地球与人马座A*皆位于银河盘面上，为避免星际气体及黑洞周遭坠落物质影响观测，必须使用不同于传统VLBI的1毫米以下波长。然地球大气中的水汽会吸收短波长的电磁波，解决方法便是将观测站摆在干燥高地，如位于智利阿塔卡马沙漠的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）与位于南极洲的南极望远镜（SPT）等。但天气不佳时仍会连大气层都看不出去 。最后观测波长设定在1.33与0.87毫米。在该波长下，银河几乎是透明的。而在该波长下欲达到足以观测事件视界的角分辨率，所对应的望远镜口径为几千公里，因此必须倚靠VLBI技术达成目标。
本次观测的观测目标设计：
事件视界望远镜（EHT）的观测目标主要为位于南半天球、银河系*的特大质量黑洞人马座A*以及位于北天球的椭圆星系M87星系*的超大质量黑洞。其中人马座A*在地球天空中占的盘面较大，而M87的黑洞则以拥有一道长达5000光年的喷流为著名特色。为了更好观测银河盘面及围绕在黑洞周围的物质，EHT将观测波长设定于1.33毫米，并预计于未来提升至能更精细观测的0.87毫米。由于连线观测产生的数据量将大到无法使用互联网传输，各观测台会于观测后将储满数据的硬盘邮寄至美国马萨诸塞州的海斯塔克天文台，交由超级电脑运算，并合成单一影像。根据计算机模拟，环绕黑洞的物质发出的光将被黑洞自身质量产生的引力透镜效应弯曲，在黑洞周围形成一光环，而光环*衬托出的圆形剪影便是黑洞的轮廓，也就是事件视界。
2012年，天文学家于美国亚利桑那州首次正式举办EHT会议，确立计划的科学目标、技术计划和组织架构等。观测则始于更早的2006年，当时已有三座望远镜使用VLBI技术进行连线观测。多年下来，EHT逐渐从一个松散、资金不足的团队，成长为30多所来自12个国家的大学、天文观测站等研究单位与*机构参与的国际合作组织。EHT于2017年4月首次进行为期十天的全球连线观测，观测目标为人马座A*。此次观测也第一次纳入位于智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）、南极点的南极望远镜等成员。其中ALMA为关键成员，它的加入将EHT的灵敏度提高了十倍。天文学家希望于此次观测中摄得第一张黑洞剪影的影像。
“事件视界望远镜”项目由全球多个国家和地区的科研人员组成，他们利用分布在世界各地的射电望远镜，组成一台巨大的虚拟望远镜，其口径相当于地球直径。该项目此前宣布，用这一虚拟望远镜“拍照”的重点对象是两个黑洞，一个是位于银河系中心的“人马座A*”，另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。
美国东部时间2019年4月10日9时（北京时间10日21时），在美国华盛顿、中国上海和台北、智利圣地亚哥、比利时布鲁塞尔、丹麦灵比和日本东京将同时召开新闻发布会，以英语、汉语、西班牙语、丹麦语和日语发布“事件视界望远镜”的第一项重大成果，这将是人类有史以来获得的第一张黑洞照片。
2019年4月10日，事件视界望远镜观测到一个位于室女A星系（M87）的黑洞 。
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