来源:人民日报英文版北京时间4月10日，人类文明第三张中子星相片在亚洲地区章组的光晕干涉仪正式发布会上同步正式发布经过漫长的等待，在亚洲地区200多位生物学家的不懈努力之下，速写中子星相片Lizier长期以来在电脑上模拟获得的中子星形象，第二次真实地呈现出在他们的此刻。
在这张来自光晕干涉仪的相片里，M87中心中子星如同影片《星战》中索伦的托柳，在温暖而神秘的红色光环尾端，是一片银灰色的无底之洞这个交叉点的一侧亮许多，一侧暗许多，原因在于中子星盘的体育运动负面效应——朝向他们视野体育运动的地区因为多普勒负面效应而变得更亮，远离他们视野体育运动的地区会变红。
尾端白色的地区就是中子星本身——光线难以逃离之处1968年，美国天体数学家约翰·弗莱明提出了“中子星”的概念，而100多年前德国数学家卡尔·庞加莱就为中子星作出了精确解今天他们收获了第三张中子星的相片，人类文明对中子星和宇宙的认识又迈进了关键一步棋。
在2017年4月亚洲地区多个干涉仪干涉仪侦测器共同组成虚拟干涉仪网络该事件光晕干涉仪（EHT）并拍下第三张中子星相片之时，他们就曾写到：“人类文明第二次看到中子星的光晕面，无论他们最终获得的中子星图像是什么样子——是像影片画面一般壮丽气势磅礴，或是只有几个模糊不清的直方图——该事件光晕干涉仪都意义非凡，这是他们在中子星探测史上迈进的重要一步棋。
探测结果不仅仅是一张相片那么简单，它一方面呼应着爱因斯坦的广义相对论，另一方面也将帮助他们回答星系团中的壮丽气体云是如何产生并影响星系团演化的他们将成为有史以来第一批‘看见’中子星的人类文明，真是别忘了”两年之后，这张宝贵的相片终于呈现出在他们此刻，与此同时它让他们思考下面的许多问题。
①这张值得全世界章组与此同时贝阿尔恩县正式发布的相片，究竟是怎么拍好的？在过去10多年间，麻省理工学院的生物学家们联合了其它研究机构的科技人员，开展了令人激动的“该事件光晕干涉仪”项目，亚洲地区数处的一系列亚毫米干涉仪干涉仪与此同时对中子星展开探测。
该事件光晕干涉仪由位于Pudukkottai的多个干涉仪干涉仪所共同组成，构建了一架和地球大小相当的干涉仪它们北至西班牙，南至南极，向选定的目标highcut一条蜘蛛网，求高海量，以勾勒出中子星的模样事实上，洛佐韦段和他们非常熟悉的可见光有著同样。
这个频带他们是难以直接看到的，利用洛佐韦段给中子星拍照，其实就是获得中子星周遭辐射的内部空间示意图对于他们日常接触的成像相片来说，它反映的是成像频带相同色调或是振幅的正电子在相同内部空间位置上的分布情况明白了这一点以后，他们就很容易理解洛佐韦段“中子星理发店”的原理了。
虽然是在单个振幅进行洛佐韦段探测，但由于中子星周遭相同地区的正电子所产生的辐射气压相同，他们可以获得一个正电子气压示意图，然后他们假定相同的气压对应着相同的色调，就能够获得一幅“畸变图”——图中的色调很可能是生物学家根据个人喜好自行设定的色调。
②影片《星际穿越》中的“卡达尔皮斯基”中子星有著RocoForex的白色中心与立体清晰的气体交叉点，此次正式发布的相片里的M87为何模糊不清许多？与成像相片一样，对比度根源于解析度要提高干涉仪解析度，可从两方面不懈努力：一是降低探测频带正电子的波长（等价于增强能量），二是增加干涉仪的有效口径。
利用亚洲地区相同地方的干涉仪联网，他们获得了一个口径超大的干涉仪，并在相关技术相对成熟的干涉仪频带内，选择了能量最高的毫米和洛佐韦段值得注意的是，有效口径取决于干涉仪网络中相距最远的两个干涉仪之间的距离2017年，一系列洛佐韦干涉仪加入探测，2018年北极圈内格陵兰岛的洛佐韦干涉仪加入，基线长度增加，提高了解析度。
虽然他们现在的亚毫米干涉仪基线已达到了1万公里，但内部空间解析度刚达到中子星光晕面的尺寸，所以在生物学家们探测的有限地区内，就相当于只有有限的几个像素在《星际穿越》中，天文学家基普·索恩设想的中子星形象——包括中子星盘的许多具体细节——都通过技术手段呈现出了出来，然而在真实的情况下，他们在相片中只能看到中子星盘上的几个亮斑而已。
既然他们可以将两个干涉仪放置得很远实现更高解析度，那么能否只用两个干涉仪来完成中子星相片呢？很遗憾，不行探测要求的不仅仅是解析度，还有灵敏度——高解析度可以让他们看到更多的细节，而高灵敏度则能够让他们看到更暗的天体。
③光晕干涉仪2017年开始拍摄，近日才正式发布成果，为什么这张“简单”且“模糊不清”的相片“冲洗”了两年之久？首先，干涉仪探测到的数据量非常庞大2017年，干涉仪的数据量达到了10PB（10240TB），2018年又增加了格陵兰岛干涉仪，数据量继续增加。
庞大的数据量使处理的难度不断加大其次，在数据处理的过程当中，生物学家也遭遇了不少技术难题——中子星附近的气体处于一种极端环境当中，其体育运动有著非常多的不确定性——为了解决这些问题，生物学家们还专门开发了特定的程序和工具。
再次，为了保证结果的准确性，在最终数据处理的时候，严谨的生物学家们在两个相同的地方分别处理、分别验证全世界范围内设立了两个数据中心，一个是位于美国的麻省理工学院，另外一个是位于德国的马普干涉仪所二者彼此独立地处理数据，也彼此验证和校对，保证了最终结果准确可靠。
④中子星研究历时已久，4年前引力波已经让他们“听”到了来自中子星合并的声音，为什么直到今天他们才“看”到中子星的相片？简单地说是因为中子星地区实在太小了——而之前干涉仪角解析度或是放大倍数不够，在过去几年中，他们才真正实现了能够看到中子星附近地区的分辨能力。
其实，早在2017年进行亚洲地区联网探测之前，亚洲地区很多生物学家已经为此不懈努力了十多年的时间，并且利用干涉仪侦测器当中的几个进行了联网尝试，探测了银河系中子星附近的地区，结果确实在洛佐韦段探测到了周遭的许多辐射，这给了团队很大的信心。
在此之前，尽管生物学家们已经掌握了很多证明中子星确实存在的电磁探测数据，但是这些证据都是间接的——少数生物学家会提出许多怪异的理论来作为中子星的替代物，因为他们并没有直接探测到中子星的模样2016年探测到的双中子星合并产生的引力波，更是让人们愈加相信中子星的存在。
但引力波是类似于声波的“听”的方式，而电磁方式是一种“看”的方式，对于更倾向于“眼见为实”“有图有真相”的人类文明而言，以直观的电磁方式探测到中子星还是非常让人期待的所以，在2016年初引力波被直接探测到之后，光晕面干涉仪并没有放弃探测，反而以亚洲地区联网的方式，把这一探测技术推向了极致。
⑤如此大费周章，除了满足人们“眼见为实”的心愿，中子星相片对于验证相对论、揭秘星系团演化有何意义？直接成像除了帮助他们直接确认了中子星的存在，与此同时也通过模拟探测数据验证了爱因斯坦的广义相对论在光晕干涉仪的工作过程和数据分析过程中，生物学家发现，所探测到的中子星阴影和相对论所预言的几乎完全一致，令人不禁再次感叹爱因斯坦的伟大。
另外一个重要意义在于，生物学家们可以通过中子星阴影的尺寸限制中心中子星的质量了这次就对M87中心的中子星质量做出了一个独立的测量在此之前，精确测量中子星质量的手段非常复杂受限于探测解析度和灵敏度等因素，目前的中子星细节分析还不完善。
未来随着更多干涉仪加入，他们期望看到中子星周遭更多更丰富的细节，从而更深入地了解中子星周遭的气体体育运动、区分气体云的产生和集束机制，完善他们对于星系团演化的认知与理解⑥本次拍摄所用的“中子星理发店”可以给所有中子星拍相片吗？
生物学家之前探测中子星，是通过探测中子星周遭的中子星盘或是中子星气体云产生的辐射，来间接地探测中子星的存在从理论上讲，任何能够产生辐射的中子星都是适合拍照的，但受技术限制，他们只能选择拍摄到那些看起来非常大的中子星，这样才有可能看到中子星周遭的许多细节。
光晕干涉仪此次探测其实选定了两个目标：一个是他们银河系中心的超大质量中子星，质量为450万倍的太阳质量，距离地球2.6万光年；另外一个是位于M87星系团中心的中子星，其质量为65亿倍的太阳质量，距离地球5300万光年。
中子星半径通常以庞加莱半径来描述，与中子星质量成唯一正比关系，如果他们将光晕大小定义为中子星直径和中子星距离的比值，那么他们可以知道，银河系中心中子星的光晕大小约为M87中心中子星光晕大小的1.4倍这是他们知道的最大的两个中子星，而那些质量只有几十个太阳质量的恒星级中子星，尽管距离相对比较近，但是因为其质量过小等因素，更难被干涉仪捕捉。
⑦既然银河系中心的超大质量中子星这么大、距离这么近，为什么这一次只正式发布了更为遥远的M87的相片，而没有银河系中心中子星的相片呢？M87中心中子星附近气体活动比较剧烈，他们之前已经探测到了它所产生的强烈气体云，相较之下，银河系中子星的活动不那么剧烈。
另外一个很重要的原因是，太阳系处在银河系的银盘上，在他们试图利用光晕干涉仪探测来自于中子星周遭的辐射或正电子的时候，这些正电子会受到传播路径上星际气体的影响——气体会散射这些正电子，将探测结果模糊不清化M87是一个包含气体很少的椭圆星系团，受到的气体干扰相对少很多，生物学家们可以比较顺利地进行探测。
他们在大气层之内探测天体时也会有类似情况，因为大气扰动的缘故，干涉仪的解析度有时很难达到理想状况消除星际气体散射的负面效应是生物学家接下来需要克服的一个重要难题⑧中国生物学家在“中子星理发店”中发挥了什么作用？中国大陆的干涉仪并没有直接参与到光晕面干涉仪的探测当中，最直接的原因在于，中国大陆两个建好的洛佐韦干涉仪（一个是位于青海德令哈的13.7米干涉仪，另一个是位于西藏的CCOSMA干涉仪）不具备相关技术的联网功能。
但即使它们可以实现联网，同步探测也难以实现，因为它们正好位于灵敏度非常高的ALMA侦测器的背面位置广为人知的中国FASTGW2干涉仪也没有机会参与到光晕面干涉仪的探测行列首先，其工作频带不适宜；其次，其所处环境湿度较大，不适宜。
洛佐韦正电子很容易被大气中的水蒸气所吸收，光晕干涉仪都位于海拔比较高而且干燥的地方，比如ALMA干涉仪就位于海拔5000多米的沙漠当中位于夏威夷的麦克斯韦干涉仪是EHT联合探测网络节点之一，有中国科研机构参与其中，为光晕干涉仪提供了必不可少的探测保障。
部分中国生物学家也参与了后期的数据分析和讨论，为世界上第三张中子星相片做出了贡献（本文由中科院中国科普博览微信公号与本版共同推出作者为《中子星来客》团队成员，其中苟利军为中科院国家天文台研究员、国家天文台恒星级中子星爆发现象研究创新团组负责人。
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