黑洞成像：过去、现在与未来

本文简要回顾了在射电波段对黑洞成像的过去、当前及未来的努力。黑洞看似神秘天体，但它们是当前天体物理学不可分割的一部分，并处于统一量子物理与广义相对论尝试的中心。然而，从未有人见过黑洞。它们看起来是什么样？起初，这一问题似乎更具学术性质。但在过去二十年中，情况已发生改变。观测与理论考量表明，位于银河系中心的超大质量黑洞 Sgr A* 被一个在 230 GHz 及以上频率辐射的致密、朦胧发射区所环绕。据预测，Sgr A* 的事件视界应将该发射区上的阴影投射出来，这可由全球 VLBI 射电望远镜阵列探测到。与早期黑洞图像不同，该暗特征不应归因于吸积流中的空洞，而将代表事件视界的真实负像。当前，全球事件视界望远镜联盟正试图制作此类图像。未来，可通过向阵列增添更多望远镜（特别是非洲的高海拔台站）来改进这些图像。最终，太赫兹频率的空间阵列——事件视界成像仪——可生成细节丰富得多的黑洞图像。结合数值模拟与恒星轨道（理想情况下还包括脉冲星）的精确测量，这些图像将使我们能以空前精度研究黑洞。