上海天文台黑洞探索“先遣队”：他们从宇宙深处发出“中国声音”
02/13
06:50
2019年，一张来自宇宙深处酷似“甜甜圈”的黑洞照片引起轰动；四年后，人类首次“看见”的黑洞有了“全景照”。照片背后是中国科学院上海天文台科研团队多年的坚持与付出，这支由资深科学家携手年轻人组成的团队聚在一起只有一个目标，探寻宇宙中的人类未知领域。
2020年5月，上海天文台团队集中攻克银河系中心黑洞成像难题。中国科学院上海天文台供图
黑洞是宇宙最神秘的天体之一，它具有超强引力，甚至连光都无法逃脱。1915年，爱因斯坦发表的广义相对论预言了黑洞存在，但在很长的一段时间内，科学家都缺少黑洞的直接视觉证据。为了真真切切地“看”到黑洞，全球科学家于十几年前开始筹建一台“超级巨无霸相机”。至2017年，由8个地面射电望远镜组成的观测阵列——事件视界望远镜（EHT）首次开始观测。EHT合作组织是数十家研究机构、数百位科研人员参与的国际科学合作组织，包括中国科学院上海天文台牵头组织的十多位国内学者共同参与。
EHT分别于2019年和2022年共同在M87星系中心捕获人类首张黑洞照片和银河系中心黑洞人马座 A*照片，实现人类对宇宙和黑洞探索取得的重大突破，前者因此获得2020年基础物理学科学突破奖，参与该国际合作项目的300多位研究人员中包含我国大陆学者16人，其中8位来自上海天文台。2023年，上海天文台领衔国际合作发布了M87黑洞的“全景照”，给黑洞和周围环境拍摄“全家福”，引发国内外极大关注。
中国科学院上海天文台台长沈志强正在做学术报告。中国科学院上海天文台供图
黑洞面纱被人类层层揭开，东方智慧在宇宙深处闪耀。“科学探索没有终点，只有不断去追求极致。”中国科学院上海天文台台长沈志强告诉记者，“我们积极参与大型国际合作项目，就是为了能发出更多的中国声音。”记者近日走进上海天文台，采访了这支站在人类视界前沿探索黑洞奥秘的“先遣队”，听他们讲述在宇宙星辰中逐梦的故事。
“黑洞成像研究要发出中国声音”
中国科学院上海天文台研究员路如森正在工作。中国科学院上海天文台供图
中国科学院上海天文台研究员路如森在德国科隆大学和上海天文台获得实验物理和天体物理博士学位后，长期在德国马普射电天文研究所和美国麻省理工学院从事相关研究。2018年，他带着多年研究积累，携全家放弃国外永居，加入上海天文台。他坚信，中国一定能在黑洞成像领域做出引领性成果。
回国后，路如森着力开展国际最前沿的1毫米波段成像研究。凭借长期深入参与事件视界望远镜（EHT）等国际合作的经验和优势，他组织起科研团队，聚焦近邻超大质量黑洞与喷流的高分辨率成像研究，推进EHT、东亚（亚）毫米波VLBI等合作，与马普射电天文研究所成立伙伴小组，不仅带动台内形成黑洞天体物理观测与理论研究联合科研团队，还牵头数十名国际同行开展合作，瞄准世界前沿进行攻关。尽管研究结果一度受到国外学者质疑，路如森一边持续打磨研究结果，一边耐心解答同行各种疑问。出成果的过程煎熬又磨人，但路如森认为：“科学需要辩论，已有研究的‘天花板’需要打破，更要发出‘中国声音’。这能了解他人的看法、获得借鉴，让研究结果更严谨。”
2023年，他牵头国际团队完成对M87黑洞及其周围环境的成像研究，首次在新波段捕获该黑洞的照片并对黑洞周围的吸积流和喷流一同进行成像，实现给活动星系核的“中央引擎”拍摄“全景照”的突破，结果发表在《自然》杂志，在全球引发广泛关注。
“我们从参与事件视界望远镜的合作，到牵头国际合作完成首张黑洞全景照的拍摄，我觉得还是很有意义的。”在路如森看来，离实现自己的回国初心，未来还有很长的路要走。科学探索永无止境，为了全方位观测和理解黑洞，在空间维度上再解锁时间维度，天文学家计划未来拍摄一部黑洞“电影”。为了在该科学目标中抢占科技制高点和更多国际学术话语权，上海天文台已在推动实施我国毫米波VLBI实验系统建设，同时提出并积极推动在西部地区建设亚毫米波望远镜及阵列并发展相关观测设施。“只有建设我们自己的望远镜，才能掌握更多科研主动权。”路如森说。
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