近期，中国科学院上海天文台研究团队在月基甚长基线干涉测量（VLBI）用于亚微角秒黑洞阴影成像的研究方面取得进展，相关成果发表于《皇家天文学会月刊》。该研究围绕月基VLBI可观测的黑洞目标及月基望远镜限制条件展开分析。

事件视界望远镜（EHT）通过地基望远镜组成VLBI网络，但受限于地球物理尺寸，在1.3毫米观测波段的空间分辨率仅为20微角秒，因此目前只能观测到M87*和Sgr A*两例黑洞阴影。在鹊桥二号月-地VLBI成功探测干涉信号、未来国际月球科研基地项目持续推进的背景下，研究团队假设月基望远镜与地面EHT组成最长基线达38万公里的VLBI阵列，可将分辨率提升至0.7微角秒。基于这一设想，团队分析了M87*、Sgr A*以及其他29个视直径大于0.7微角秒的黑洞，评估其黑洞阴影的可观测性。

图1 29个候选黑洞的环模型图像。环大小根据质量与距离估计，亮度基于已有单天线观测结果

研究发现，其中6个候选黑洞非常适合开展月-地基线黑洞阴影探测。它们在天空中的位置与月球公转轨道之间的观测几何较为合适，月-地基线的投影区域能够覆盖探测黑洞阴影的关键特征：可见度幅度的零点。图2展示了这6个候选黑洞的可见度幅度随基线长度的变化，其第一零点（可见度幅度随基线增长第一次降至零后再回升的位置）落在月-地基线投影区域（灰色部分）内。这6个源分别为：M104、NGC 524、PGC 049940、NGC 5077、NGC 5252和NGC 1052。

图2 6个适合月-地VLBI黑洞阴影探测的候选源的可见度幅度随基线长度的分布

该研究还讨论了月基望远镜在月面的位置、天线口径等因素对黑洞阴影可观测性的影响。相关结果进一步细化了对月基望远镜在黑洞成像领域科学目标与技术动机的认识，对未来月基天文发展具有一定建设性意义。

该研究的第一作者和通讯作者为上海天文台助理研究员赵杉杉，合作者包括上海天文台路如森研究员、刘磊高级工程师、沈志强研究员，以及上海交通大学李政道研究所的水野阳介教授。

论文链接：https://doi.org/10.1093/mnras/stag1580

科学联系人：赵杉杉  zhaoss@shao.ac.cn