北京时间2023年4月26日晚，一个由中国科学家领导的国际研究团队公布了在“新频道”拍摄的黑洞“全景照”，即对首次被人类抓拍到定妆照的“明星黑洞”——M87黑洞在新的观测频段的拍摄结果。这张新照片能够帮助天文学家分解和分析M87黑洞周围环境中的不同物理过程并进而了解其全貌。这一工作发表在本期出版的《自然》杂志上。
2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）合作组宣布在M87星系的中心捕获人类首张黑洞照片，使得M87黑洞在全球一夜间“爆红”，成为了黑洞中人尽皆知的“明星大咖”。然而，熟悉M87观测历史的人都知道，早在100多年前，人们便发现M87星系中有一条奇特的准直光束从其中心发出并延伸至5000光年之外，这就是M87的喷流。
实际上，到目前为止，M87中的喷流已经在所有电磁辐射波段——从低能的射电波段到高能的伽马射线波段，都进行了充分的成像研究。但奇怪的是，EHT前期拍摄的黑洞图像中却没有看到喷流。此外，理论认为黑洞周围存在着吸积流，它是“点亮”喷流的能源，此前也没有对吸积流的直接成像探测。
那么问题来了，为什么EHT没有拍到喷流？这有两个可能的原因。一个是望远镜分布的原因。
EHT是全球8台射电望远镜组成的阵列，其中望远镜间的距离都过远，由该阵列所形成的虚拟望远镜的“视野”会被限制在黑洞周围的一个很小的区域内，因此对拍摄黑洞外面的喷流力有不逮。另一个是喷流本身的原因。喷流在较短观测波长上看起来更暗一些，因此变得难以探测。尤其在EHT工作的1.3毫米波段上，由于受到强烈的黑洞引力透镜效应影响，来自吸积流和喷流的光线都会被弯曲成大小差不多的环状结构。
为了拍摄到EHT没有拍到的初始喷流形成区，以及对M87黑洞周围吸积流进行成像探测，探索黑洞和吸积流、喷流的联系，我们在前期工作的基础上于2018年4月首次利用16台望远镜组成等效于地球直径大小的射电望远镜在3.5毫米波段对M87开展了成像观测。
这16台望远镜通过甚长基线干涉（VLBI）技术组合成阵列，其中包含全球毫米波VLBI阵列（GMVA）中的14台望远镜和阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）以及格陵兰望远镜（GLT）。相较之前单独利用GMVA开展的观测，ALMA的加入大大提升了阵列的观测能力。它使我们在南北方向（即垂直于喷流的方向）的分辨本领提高4倍，并且凭借其超高的灵敏度“锚定”整个阵列。
新阵列拍到的全新特征要将一手好牌打赢并非易事。新组成的望远镜阵列联合工作，各种意料之外的事情时有发生。比如，此次加入阵列的格陵兰望远镜是一台新的望远镜，它参与工作时尚在调试阶段。在观测过程中，其基于波导的相位旋转器被错误地配置，使得后续的数据处理分析需要开发特别的算法来处理。
为了确保“出货”可靠，我们一方面通过不同团队成员分别进行独立的数据校准来互相验证结果，另一方面通过使用不同的数据校准方法对结果进行确认。
最终，通过对大量图像中环状结构大小的测量以及通过对观测数据的直接模型拟合，我们能够确定在3.5毫米观测到的环状结构的大小为64微角秒，比EHT在1.3毫米测得的环状结构（42微角秒）大了近50%。
新图像揭示的物理方面，我们利用计算机模拟黑洞的吸积流和喷流，计算这些物理过程中产生的光线如何形成观测到的图像。我们想了解形成环结构的光线主要来自于吸积流还是喷流，结果发现，在1.3毫米，来自吸积流和喷流的光线都可以在引力透镜效应下形成与EHT观测一致的环。但在3.5毫米，只有吸积流模型可以产生与我们观测一致的较大的环。
当前，不论是前期EHT在1.3毫米拍摄的黑洞图像还是此次拍摄的3.5毫米黑洞图像都是通过单一颜色的“射电光”拍摄的静态“黑白”照。在不远的将来，我们将有望通过多频的同时观测给黑洞拍摄“彩色”照片，甚至“彩色”电影。这样一来，我们就可以区分黑洞图像中由引力所致的“无色”的“永恒”结构和由天体物理过程所致的“有色”的“时变”结构，从而更深入地探索黑洞周围的时空，理解黑洞周围相关的天体物理过程。
整个工作的主要完成期间恰逢新冠疫情肆虐全球，但这并未阻隔团队成员间的密切沟通和协作。粗算下来，笔者组织了近百次电话会议讨论和通过近千封邮件的沟通，才最终顺利完成了这一工作。展望未来，通过对包括M87在内的近邻超大质量黑洞在多频率同时进行长期的监测，我们有望在不远的将来拍摄出黑洞的“彩色”电影。