繼2019年人類(lèi)歷史首張黑洞照片發(fā)布后，又一張黑洞靚照來(lái)了！北京時(shí)間5月12日21時(shí)07分，銀河系中心黑洞人馬座A*（Sgr A*）的首張照片在中科院上海天文臺揭開(kāi)了面紗。
全球其他5個(gè)城市（比利時(shí)布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國臺北、日本東京、美國華盛頓）也都與上海同步公布了這張令天文學(xué)家興奮的照片。
《天體物理學(xué)雜志通信》于5月12日以特刊的形式，通過(guò)10篇論文發(fā)表了有關(guān)黑洞照片的這一重大結果。這個(gè)黑洞距離地球有二萬(wàn)七千光年之遙，質(zhì)量超過(guò)了太陽(yáng)質(zhì)量的四百萬(wàn)倍。
Sgr A*是黑洞有了“實(shí)錘”
這張黑洞照片是由“事件視界望遠鏡（EHT）”項目組織實(shí)施獲得的。EHT把地球上的8臺射電望遠鏡組合起來(lái)，形成了一個(gè)口徑如地球大小的“虛擬”望遠鏡，為科學(xué)家們提供了研究宇宙中最極端天體的新手段。
黑洞是一種密度極大的天體，具有非常強的引力，在它周?chē)囊欢▍^域內，連光也無(wú)法逃逸出去，這一區域的最大邊界被稱(chēng)為“事件視界”。實(shí)際上，EHT觀(guān)測的就是黑洞的“事件視界”。
科學(xué)家之前已觀(guān)測到眾多的恒星圍繞著(zhù)銀河系中心一個(gè)不可見(jiàn)的、致密的且質(zhì)量極大的天體運動(dòng)。今天發(fā)布的照片就給出了該天體就是黑洞的實(shí)證，為理解這種被認為居于大多數星系中心的“巨獸”的行為提供了寶貴的線(xiàn)索。
因為距離地球實(shí)在太遠，這個(gè)黑洞的大小看上去與從地球上看38萬(wàn)千米遠月亮上的甜甜圈大小差不多。為了給它拍這張照片，EHT對Sgr A*開(kāi)展了多次夜間的觀(guān)測，每次連續采集好幾個(gè)小時(shí)的數據，如同相機的長(cháng)時(shí)間曝光。
這是EHT合作組織繼2019年發(fā)布人類(lèi)第一張黑洞照片，捕獲了位于更遙遠星系M87中央黑洞（M87*）之后的又一重大突破。
盡管M87*比我們銀河系中心的黑洞大1500多倍，也重1500多倍，但兩個(gè)黑洞看起來(lái)格外相似。
“它們來(lái)自?xún)煞N不同類(lèi)型的星系，且具有極不相同的黑洞質(zhì)量，但當我們聚焦在這些黑洞的邊緣時(shí)，它們看起來(lái)神奇地相似?！眮?lái)自阿姆斯特丹大學(xué)的理論天體物理學(xué)家、EHT科學(xué)委員會(huì )聯(lián)合主席Sera Markoff教授說(shuō)，“這告訴我們靠近黑洞的物體完全受廣義相對論支配，我們在遠處所看到的不同表象是由黑洞周?chē)镔|(zhì)的差異造成的?！?/p>
比人類(lèi)首張黑洞照片更難“拍”
盡管Sgr A*離我們更近，這張照片“拍起來(lái)”要比人類(lèi)首張黑洞照片艱難得多。
來(lái)自斯圖爾德天文臺、亞利桑那大學(xué)天文系和數據科學(xué)所的EHT科學(xué)家Chi-kwan Chan解釋道：“黑洞周?chē)臍怏w均以幾乎接近光速繞著(zhù)Sgr A*和M87*高速旋轉。氣體繞轉M87*一周需要幾天到數周時(shí)間，但對相對小很多的Sgr A*來(lái)說(shuō)，幾分鐘內氣體即可繞轉一周。這意味著(zhù)在EHT觀(guān)測Sgr A*時(shí)，該超大質(zhì)量黑洞周?chē)@轉氣體的亮度和圖案也在時(shí)刻快速變化著(zhù)，有點(diǎn)像給一只正在追逐自己尾巴的小狗拍張清晰照片?！?/p>
來(lái)自中科院上海天文臺的EHT合作成員路如森說(shuō)：“確實(shí)，對銀河系中心黑洞首次成像觀(guān)測的數據分析耗費了EHT合作團隊的巨大心血?！绷硪晃粊?lái)自上海天文臺的EHT合作成員江悟補充道：“研究團隊遍歷了極大的成像參數空間，才得以確定這張黑洞照片?！?/p>
科學(xué)家對最終獲得兩個(gè)不同大小黑洞的照片尤其興奮，這為他們的對照研究提供了條件。他們已經(jīng)開(kāi)始用這些新的數據來(lái)檢驗超大質(zhì)量黑洞周?chē)鷼怏w行為的相關(guān)理論和模型。
未來(lái)EHT的觀(guān)測研究的腳步不會(huì )停止，科學(xué)家的野心是在不久的將來(lái)拍攝一部黑洞“電影”。
“拍攝一部銀河系中心黑洞的‘電影’，是下一代EHT的追求?！眮?lái)自中科院上海天文臺的EHT合作國內協(xié)調人沈志強說(shuō)，“我們正在規劃建設中國的亞毫米波VLBI望遠鏡，以期參與到對Sgr A*的24小時(shí)不間斷的接力觀(guān)測中?！?/p>
陸成寬
