宇宙的神秘：全球合作捕捉到的黑洞喷流清晰图像

1. 全球电波网带来的“历史性一张”

2025年6月13日，随着Chalmers University of Technology的新闻发布，一张图片引起了全球天文学家的热议。右图是使用伪彩色显示的多重等高线图，展示了从星系J0123+3044中心喷出的高能等离子体射流。左图是传统的EVN单独观测，右图则加入了MeerKAT。右图中，核心附近的结构被分离出来，射流的开角和强度梯度清晰可见。phys.orgchalmers.se

2. 为什么MeerKAT是关键

MeerKAT是位于南非卡鲁沙漠的中频阵列，由64个直径13.5米的天线分散布置。作为干涉仪，其聚光能力相当于单个100米的镜面，是南半球最灵敏的。EVN通过光纤连接欧洲、亚洲和非洲的20多个站点，最大基线达9,000公里。这次，MeerKAT首次以“本观测模式”加入EVN，南北方向的基线得以扩展，u-v平面被显著填充。结果显示，灵敏度提高了约3倍，波束尺寸改善了30%以上。sarao.ac.zajive.eu

3. VLBI的机制──“用地球做镜头”的技术

VLBI（超长基线干涉测量）是各站点使用原子钟进行时间标记，同时录制相同的电波，之后通过相关计算机进行叠加。在波长为1厘米的情况下，1万公里的基线理论分辨率为0.2毫秒角。这相当于从东京辨识放置在伦敦的一枚硬币。由于MeerKAT的64个单元作为一个巨大的站点运作，数据传输量巨大，但通过南非的光纤网络和JIVE（荷兰）的DiFX相关器实现了实时处理。jive.eu

4. 科学影响──揭开黑洞射流之谜

J0123+3044是一个光到达地球需约90亿年的遥远星系。通过这次的图像，可以解析射流内部的冲击前沿和磁场结构，获取区分射流生成模型（是直接连接到黑洞事件视界，还是源自吸积盘）的线索。此外，分辨率的提高使得可以追踪射流宽度的时间变化，预计能够量化等离子体不稳定性和能量耗散过程。这与事件视界望远镜捕捉的M87“环”研究形成互补关系。arxiv.org

5. 为SKA铺路

MeerKAT是SKA-Mid的正式探路者。未来，包括澳大利亚的SKA-Low在内的数千个站点将协同工作，灵敏度预计提高一个数量级，分辨率提高数倍。这次的成功是实现“SKA-VLBI”的预演，逐步解决了数据传输、标准化和人才交流的问题。瑞典已宣布加入SKA，日本也在探索VERA和J-VN的国际VLBI合作，预计亚太地区的参与将加速。chalmers.se

6. 跨越国界的团队合作

此次观测有包括中国、韩国、意大利、西班牙在内的14个国家参与。现场人员很少，主要依靠时差三班倒的远程操作。疫情后建立的云基础设施和欧洲研究网络GÉANT支持了高速流媒体。在降低运营成本的同时，这成为全球年轻人参与数据分析的“分布式研究”典范。engineeringnews.co.za

7. 社交媒体上的反响——“分辨率令人起鸡皮疙瘩”“数据公开了吗？”

发布后，Phys.org的帖子在LinkedIn上迅速传播，仅10小时就获得了超过4,000次印象。SKA Observatory官方评论称“看到了VLBI的未来”，研究人员和太空爱好者纷纷送上祝福的表情符号。linkedin.comlinkedin.com

在日本，〈#MeerKAT #VLBI〉在Twitter(X)的科学群体中迅速上升。接连出现“EHT之后就是这个吗”“数据公开→想通过市民科学来玩”的帖子，并分享了可视化GIF和自主翻译的总结。实际上，JIVE表示计划为教育目的公开部分原始数据。

8. 对日本的影响

在国内，除了VERA四站外，从今年春季开始石垣岛65米也参与测试。高分辨率观测直接导致国际合作论文的急剧增加，学生申请海外实习的数量也有所增加。在数据处理方面，计划与国立天文台CRAY进行GPU混合相关测试，工业界也在寻求通过5G边缘计算和光通信技术参与进来。作为学术数字化转型和区域振兴的双轮驱动的好例子，备受关注。

9. 未来展望——迈向“地球＋月面基线”

欧洲航天局（ESA）计划在2030年代设立月面VLBI站，利用地球-月基线进行10 μas级成像。本次成果揭示了技术和协作的挑战，同时也展示了实现的可能性。不仅是黑洞，还有引力波源、宇宙学中性氢线映射等，只有通过超高分辨率和高灵敏度才能开启的科学领域将接踵而至。

10. 结论

MeerKAT和EVN的“握手”是将望远镜从“国家设施”进化为“全球共享基础设施”的象征性事件。数据以光速传递，分析在全球的PC上同时进行。人类首次将母星本身打造成一个巨大的镜头，开始挑战宇宙的深奥——我们正在实时见证这个时代的大门轰然开启的瞬间。