遥远黑洞质量测量展示了 GRAVITY+ 的潜力

天文学家首次直接测量了一个遥远黑洞的质量，这个黑洞距离我们如此遥远，以至于它周围的光需要 110 亿年才能到达我们。由德国马克斯普朗克地外物理研究所的 Taro Shimizu 领导的团队发现这个名为 J0920 的黑洞的质量约为太阳的 3.2 亿倍。这一成就在《自然》杂志今天发表的一篇论文中进行了描述，这要归功于GRAVITY+ ，这是对 ESO 的甚大望远镜干涉仪 ( VLTI ) 及其GRAVITY仪器的一系列持续升级。

为了直接测量黑洞的质量，天文学家使用望远镜跟踪黑洞周围的气体和恒星的运动。它们移动得越快，物质轨道内包裹的质量就越大。这种技术已用于测量附近黑洞的质量，包括银河系中心的黑洞。然而，在非常遥远的距离，这种运动极难观察到。这意味着迄今为止，还无法对遥远黑洞的质量进行类似的直接测量，从而为了解宇宙历史上星系和黑洞快速增长的时期提供了一个窗口。

只有使用第一组 GRAVITY+ 改进才有可能直接测量 J0920 的质量。这些升级使天文学家能够通过使用一种称为宽视场离轴条纹跟踪的技术，以比以往更高的精度观察黑洞周围微弱的遥远气体。准确测量 J0920 的质量是帮助天文学家了解在宇宙只有几十亿年历史且星系仍在形成时黑洞和星系如何共同成长的第一步。对于 J0920，新的质量测量结果显示，该黑洞的质量比考虑到其宿主星系质量所预期的质量小约四倍；这表明与周围星系相比，黑洞的生长有所延迟。

GRAVITY+ 使用干涉测量法将到达 VLTI 的四个 8 米单元望远镜 (UT) 的光线组合起来。一旦完成，它将包括升级的自适应光学技术，可以更好地校正地球大气造成的模糊并提高观测对比度。GRAVITY+ 还将在 UT1-3 上分别安装一颗新的激光导星，并将利用目前安装在 UT4 上的其中一台激光器来观察比目前可能更暗、更远的物体。

GRAVITY+ 的升级正在逐步实施，以确保对 VLTI 的科学运行影响最小。这也使天文学家能够在 GRAVITY+ 上线后持续测试其性能。整套升级预计将于 2025 年完成。新功能将使所有现有和未来的 VLTI 仪器以及使用它们的科学家受益。