针对近红外光谱分析属于微弱信号与多元信息处理的特点，基于全息凹面光栅理论，采用光学设计软件CODEV,从初始结构出发，利用软件强大的全局优化功能，设计出一种用于近红外光谱仪的平场全息凹面光栅，成功地减小了像差，解决了宽光谱、窄谱面展宽的矛盾，并充分利用了光谱信息，是一种高效率的分光光学系统结构。利用CODEV软件，不需要求解复杂的像差方程，能对结果进行迅速评价，并可在设计中同时兼顾平场和提高分辨率的要求，极大地提高了工作效率。

　　一直以来，天文学家们一直都知道在M87星系的存在一个超大质量黑洞，学术界则意见不一。一些意见认为这个黑洞大约具有30亿个太阳质量

　　"不过这还有很大的不确定性，"吉布哈特说。近日，他和他的同事们正式宣布了他们使用更的数据进行计算的结果。这些数据来自夏威夷双子天文台以及麦克唐纳天文台的观测。计算显示，M87中央黑洞的质量不会小于66亿倍太阳质量，误差正负4亿倍太阳质量。

　　对于一个距离我们仅有5000万光年的星系，这个消息不坏。

　　吉布哈特在此间正在西雅图召开的美国天文学会（AAS）冬季会议上对记者表示："在离开我们这么近的距离上，存在这样的大质量星系和黑洞，非常令人激动。你知道，这个距离真的就相当于是我们的后院一样。"

　　这项研究已经被《天体物理学杂志》接受，即将发表。

　　这是一幅艺术想象图，模拟的是未来当我们的技术可以允许我们看到M87时将会看到的景象。大量气体围绕在中央黑洞周围的吸积盘上，不断流向黑洞视界范围内。图像中间的黑色部分就是黑洞本身，即视界定义的范围，在这一范围以内，任何物质都无法逃逸。

　　这是其中一个新近发现的"双黑洞".左侧的图像来自斯隆数字巡天项目（SDSS）。而右侧的图像来自凯克天文台，其分辨率允许辨别出两颗紧靠在一起的活动星系核，它们的强大能量来自黑洞的驱动。

　　观测和计算过程

　　吉布哈特的小组运用了双子望远镜上的一种设备，名为"近红外场光谱仪".它能测量围绕黑洞运行的恒星的速度。自适应光学系统是一种通过计算机控制的微调系统，从而大幅提高地面望远镜的成像质量。

　　而另一方面，吉布哈特的同事，他的研究生杰里米·穆菲（Jeremy Murphy）则在麦克唐纳天文台，使用哈兰·史密斯望远镜上的一台设备来追踪M87星系外缘恒星的运动状态。VIRUS-P光谱仪收集"天空的星光",并判断这整个星系的总质量，包括围绕星系边缘分布的暗物质。计算的结果是5.7万亿倍太阳质量。

　　所有这些结果被输入计算机以便生成一个电脑模型，的计算结果是一个约66亿倍太阳质量的黑洞，视界直径达200亿公里。"这差不多是冥王星轨道距离的三倍，这个黑洞能毫不费力地吞下整个太阳系。"

　　吉布哈特表示，他的小组的工作显示了我们有能力判断遥远星系中黑洞的质量，只要我们能运用高的设备测量出其周围的恒星运动数值。他说："这给了我们信心去对更遥远的星系进行测量研究。"

　　其中就有这样一个星系，距离地球达35亿光年，据称含有一个180亿倍太阳质量的黑洞。如果被证实，这将使M87中央的超大质量黑洞相形见绌。但是目前的这一估算值是建立在间接的数据基础之上的，吉布哈特希望他能运用手的测量数据去做出更好的判断。

　　直接观测黑洞的尝试

　　正如许多科幻迷们所熟悉的，黑洞是一种超级致密的奇异天体。黑洞可能形成于恒星生命的急速塌缩，或成为星系的超大质量。目前，天文学家们已经观测到似乎源自黑洞的喷流和辐射现象，甚至还观测到了围绕黑洞运行的炙热气体吸积盘。但至今尚没有一起黑洞的直接观测记录。

　　"目前尚没有直接的证据证明黑洞确实存在，就观测证据而言，是一片空白。"吉布哈特在双子天文台的一场发布会上说。"在现阶段，为了确认黑洞的存在，我们采用的是排除法。也就是说，对于某些天文现象，除了黑洞，其他解释看起来真的站不住脚。"

　　吉布哈特很希望自己能直接看到黑洞，或仅仅是它的视界边界也行。我们所在的银河系中心也有一个黑洞，不过要小得多，可能仅有400万倍太阳质量。这仅仅相当于M87中央黑洞估算值正负误差范围的1%.

　　不管你信不信，一些天文学家正在谋划着实施一个宏伟的计划，名为"视界望远镜"（Event Horizon Telescope），其目标就是对银河中央的黑洞进行观测。这项计划需要调动甚长基线干涉仪（VLBI）的全部射电望远镜，并采用亚毫米波接收器。这样就有可能获得银河中央黑洞视界范围的图像。

　　"我们还需要两三年时间来实施这个计划，"吉布哈特说。并且当视界望远镜准备就绪时，他希望M87将成为候选目标。"这可是目前我们所知清晰，的黑洞候选目标。"