'今年首張黑洞照片出現，那人類是怎麼捕捉到的呢？答案你不會想到'

由全球九個射電望遠鏡組成的望遠鏡有望產生銀河系中心黑洞最佳的圖像。

圖像：HAITONG YU / GETTY

銀河系中最猛烈的風暴正好就在它的中心肆虐。這是一個比任何恆星都要熱的漩渦:一個過熱氣體的旋轉圓盤，發射出兩股噴流，一股在上方，一股在下方，像龍捲風一樣旋轉扭曲。在中間有一個完全靜止的眼睛——一個全黑的球體，其直徑數百萬公里。

這是銀河系中心的超大質量黑洞。現在，用一個地球大小的望遠鏡，我們捕捉到它的第一張照片。

黑洞也許是宇宙中最神祕的物體。它們是被重力扭曲得連光都無法逃脫的空間區域。它們圍繞著密度明顯是無限的物體，稱為引力奇點——我們所知的物理定律在這裡崩潰了。

想要“看到”黑洞似乎是不可能的，但是黑洞的邊緣或者事件視界之外的區域實際上非常明亮。

落入黑洞的物質通過一些難以理解的機制被加熱到數百萬攝氏度。這使得最大的黑洞，比如星系中心的超大質量黑洞，成為宇宙中最亮的物體。

它們其中有許多在以前都被成像過，但只是作為亮點，從來沒有任何細節的內部工作。

要直接看到一個，我們最好的辦法是把望遠鏡指向人馬座和一個名為人馬座A*的亮點，在那裡有位於地球大約25000光年之外銀河系本身的超大質量黑洞。

不過，有一個問題。我們不能僅僅用哈勃太空望遠鏡捕捉人馬座A*，因為我們的視野被氣體和塵埃所遮蔽。我們必須轉向無線電波，它可以毫無阻礙地穿過銀河系。

我們還需要有史以來最大的射電望遠鏡，因為典型的射電望遠鏡只能探測到比人馬座A*大數百萬倍的物體。因為距離太遠，人馬座A*是天空中的一個微小的斑點，直徑只有37微角秒——大約相當於月球表面的一顆葡萄大小。

事件視界望遠鏡（EHT）包括全世界九個射電望遠鏡陣列：智利、美國、墨西哥、法國、西班牙和南極洲。通過對每個數據進行三角測量，EHT像一個巨大的無線電波盤一樣工作。這個信號並不是完美的，但是應該足夠捕捉人馬座A*的亮點以及中心的黑色輪廓。

黑洞周圍的吸積盤可能會呈現為圍繞在黑暗圈周圍的明亮漩渦，如這張模擬圖像所示。Hotaka Shiokawa/視界望遠鏡

這樣的圖像可以讓我們以新的方式，來檢驗我們對物理學和宇宙學，特別是愛因斯坦的廣義相對論的理解。

物理學家首先研究的是黑洞本身的形狀。廣義相對論預測黑洞是完全球形的，這意味著EHT的圖像輪廓應該呈圓形。任何一種的擠壓形狀都可能是與公認的正統理念的第一次觀察上的分歧，這在物理學上掀起了一場潛在的革命。

另一個謎團與吸積盤有關，吸積盤是圍繞在黑洞周圍運動的物質的漩渦。那麼它是如何加熱的？物理學家經常把這個過程描述為一種“摩擦”，就像氣體顆粒在盤中旋轉時相互摩擦一樣。但我們又知道氣體太分散，無法直接物理接觸，一定還有其他的原因，比如也許與驅動湍流的強磁場有關。同樣，直接的圖像也可以給我們答案。

超大質量黑洞的演化與星系本身的生長息息相關。為了理解這些過程，我們需要放眼銀河系之外。EHT應該足夠強大，能夠對5000多萬光年外室女座M87星系中心的超大質量黑洞進行成像。儘管M87離我們的距離是人馬座 A*的2000多倍，但它的黑洞卻是人馬座 A*的1500倍，所以它看起來應該只比人馬座 A*稍小一點。

2017年4月，九架望遠鏡將他們所有的“眼睛”都對準了人馬座 A*。從那時起，科學家們一直在編譯數據，繪製圖像，並將其與我們預期的黑洞模型進行比較。天文學家和天體物理學家期待並預計很快就會有來自EHT的第一批圖像。

其結果是2018年的重大天體物理學事件，這預示著黑洞天文學進入了一個新時代——所有這些都是通過觀察肆虐銀河系中心的風暴眼來實現的。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. Cathal O'Connell- cosmosmagazine-一盒

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