利用事件视界望远镜基于稀疏建模对 M87 史瓦西半径尺度结构进行成像

我们提出了一种用于射电和光学/红外干涉测量的新成像技术。该技术利用两个正则化函数：亮度分布的 $\ell_1$ 范数和全变分（TV），从可见度幅度和闭合相位重建图像，这些是短毫米波甚长基线干涉仪（如事件视界望远镜，EHT）和光学/红外干涉仪的标准数据产品。在所提出的方法中，代表图像稀疏性和有效空间分辨率的最优正则化参数，是通过交叉验证（CV）从数据本身推导出来的。作为该技术的应用，我们展示了基于四个物理动机模型的 EHT 对 M87 的模拟观测。我们确认 $\ell_1$+TV 正则化可以实现约 $20-30$% 的衍射极限 $\lambda/D_{\rm max}$（射电干涉仪的标称空间分辨率）的最优分辨率。利用所提出的技术，EHT 能够稳健且合理地实现足以清晰分辨黑洞阴影的超分辨率。这些结果使得 EHT 有望为 M87 中心以及银河系中心 Sgr A* 超大质量黑洞附近的事件视界尺度结构提供前所未有的视野。