在揭开人类所能想象的最神秘天体——黑洞真面目的旅途中，有一支来自中国科学院上海天文台的科研团队。

2005年11月，上海天文台沈志强研究员领衔的国际天文研究小组，将银河系中心黑洞——人马座A*（Sgr A*）锁定在1.5亿公里直径区域内，实现了当时科学家们对黑洞最为精确的测量。

2019年4月，已经担任上海天文台台长的沈志强与全球6地的科学家们一起，发布了由事件视界望远镜（EHT）拍下的人类首张黑洞照片——M87黑洞。

2021年4月，上海天文台发布了M87黑洞多波段观测成果。其中，位于上海的天马望远镜深度参与了其中3个波段的观测。

2022年5月，上海天文台再次参与全球同步发布由EHT“拍摄”的银河系中心黑洞（Sgr A*）首张照片。

2023年4月，上海天文台公布了M87的“全景照片”，将黑洞阴影、吸积盘和喷流同时展现在一张照片里。

在过去20多年里，团队的科学家们始终保持好奇的初心，不断探索创新，在世界黑洞研究的前沿牢牢占据了一席之地。

“把研究推向国际先进水平”

“我回国，就是想把国内黑洞成像研究推进到国际先进水平。”如今已是上海天文台黑洞科研团队中一名主力的路如森研究员，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，又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。当他发现“当时国际上在这个领域已有较多积累，但国内的基础还相对薄弱”后，2018年，路如森带着多年研究积累，携全家放弃国外永居，加入上海天文台。他坚信，中国也一定能在这个领域做出引领性成果。

回国后，路如森就憋着一股干劲儿，着力开展国际最前沿的成像研究。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。

但研究过程并非一帆风顺。当结果受到国外学者质疑时，路如森与合作者不仅一遍遍地检查数据分析结果，开发新算法去解决科研难题，探寻影响结果的不确定因素，持续打磨研究结果，还要耐心解答同行们提出的各种疑问。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。”

功夫不负有心人。路如森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。

凭借在黑洞成像研究领域的突出贡献，路如森和上海天文台黑洞研究团队获得了基础物理学突破奖、爱因斯坦奖章及英国皇家天文学会团体成就奖等荣誉。

“科研是一个不断追求卓越的过程”

在上海天文台黑洞科研团队中，江悟副研究员是从技术开发“半路出家”的。因为超大质量黑洞本身就是宇宙中具有极端物理环镜的天体，为了让它现身，天文学家几乎“无所不用其极”。在江悟看来：“科研必然跌宕起伏，是一个不断追求卓越的过程。”

江悟是少数去现场参加EHT观测的中国科研人员。EHT的2台望远镜建设在夏威夷的一座休眠火山上，而在目视可及的地方，另一座活火山依然在流淌着红色的岩浆。“去那里观测除了高原反应引起的气喘和些许头痛外，印象最深的是虽然在半夜观测，大家都热情高涨，工作时一丝不苟，通力合作。”他轻描淡写地讲述了当时艰苦的科研工作，也依然能记得美好的一瞬间，“最大的福利莫过于有时还能在凌晨返回基地的途中见到另一个山头的火山口正喷发着火星，同时见证大自然的神奇和宇宙黑洞的神奇算是都赶上了。”

回到上海，江悟将主要精力都放在数据处理上。如今的天文观测会产生海量的数据，需要复杂的演算才能获得结果。江悟搭建了上海天文台处理机平台，使得以过去百倍的速度获得了图像校准。

尤其是在银河系中心黑洞Sgr A*的成像过程中，尽管这个黑洞比M87黑洞要离地球更近，但由于需要隔着银盘上的各种气体和尘埃去观测，就像是“隔着水雾缭绕的玻璃去拍玻璃后面一只爱动的小猫”，难度大大增加。这就需要通过各种算法校准，补偿各台望远镜在观测中产生的误差值。上海天文台处理机平台成为EHT项目中最强大的计算平台之一，也领到了一轮接一轮的成图处理和算法迭代优化任务，为黑洞最终成片出力甚多。 

“探索未知是人类的天性”

90后的助理研究员赵杉杉是上海天文台黑洞科研团队中的最年轻的一位。然而，从2017年开始，她就参与了M87黑洞照片和银河系中心黑洞照片的合作研究过程，其中对观测数据的理论解释是她最为擅长的环节：“对于公众来说，可能看到黑洞照片就足够了；但对于科研人员来说，我们更关心的是黑洞照片背后的物理意义。”

赵杉杉参与的理论工作组利用计算机数值模拟生成了一个庞大的模型图像库，并且不断进行扩充。2019年时，模型图像库含6万张图像，到2022年时则扩充到180万张图像。她将理论工作组的模型图像库与观测数据进行比较，筛选出二者符合良好的模型，这将帮助科学家们更好地解释黑洞，甚至能从黑洞的各种性质中建立新的天文学和物理学理论。

“EHT合作对于我这样的青年科研人员来说是个很好的平台。”赵杉杉说，“在这个平台上，持不同学术观点的科学家共同完成工作。我参加各类讨论、会议，能够直观地接触到、感受到和学习到目前这个领域最新的研究进展和发展趋势，看到持不同学术观点的科学家们进行思想碰撞。”

除了科研，赵杉杉还积极投身科普。她参与制作B站科普视频8个，重点介绍黑洞成像研究及相关的最新研究成果，累积播放量32.7万。“我们的成果不仅仅是科学家的成果，更是全人类的成果。我希望通过我的介绍，让公众感受到‘看见’黑洞于人类而言是一件非常伟大的事。”赵杉杉说，“令人欣慰的是，公众对我们的成果非常感兴趣，总是会对我提出很多问题。这个时候我就会切实感受到，探索未知是人类的天性。我们作为专业的探索黑洞未知的‘先遣队’，将最新的成果带给大众是我们的责任和义务，同时这也是一种分享的快乐。”

（来源：上海市科协网站）