給銀心黑洞拍寫真

2022年5月12日，全球多地天文學(xué)家同步公布了位于銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞（以下簡(jiǎn)稱“銀心黑洞”）—人馬座 A* （Sgr A*）的首張照片。這是繼2019年首張黑洞（M87*）照片發(fā)布后，人類歷史上的第二張黑洞寫真照！

在銀心黑洞照片中，我們看到的紅光及亮斑其實(shí)是圍繞黑洞高速旋轉(zhuǎn)的發(fā)光氣體，亮環(huán)中心的陰影區(qū)域才是黑洞。黑洞本身并不發(fā)光，我們沒(méi)法直接看到它，但繞轉(zhuǎn)的發(fā)光氣體可以顯示出黑洞的存在。

黑洞攝影師—事件視界望遠(yuǎn)鏡

銀心黑洞的照片是由事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）“拍攝”的。EHT 并不是一臺(tái)真實(shí)的望遠(yuǎn)鏡，而是由分布在地球不同地方的8 臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡組合而成的一個(gè)口徑相當(dāng)于地球直徑的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡。EHT 研究團(tuán)隊(duì)集結(jié)了來(lái)自全球80 個(gè)機(jī)構(gòu)的共300 多名研究人員。

2019 年人類發(fā)布的第一張黑洞（M87*）照片也是出自事件視界望遠(yuǎn)鏡這位“黑洞攝影師”之手。

你知道嗎？

黑洞的邊緣有一個(gè)明顯的分界線，叫作“事件視界”，任何越過(guò)事件視界的物體都會(huì)被黑洞無(wú)情地吞噬。但物體只要沒(méi)有越過(guò)事件視界，繞黑洞運(yùn)轉(zhuǎn)的速度又夠快，就不會(huì)被吞噬。

給銀心黑洞拍照有多難？

與5500 萬(wàn)光年外的M87*相比，銀心黑洞可能是距地球最近的超大質(zhì)量黑洞，但給它拍照要比拍M87*難多了。

M87*雖然距地球較遠(yuǎn)，但它的體形比銀心黑洞的大1500 倍以上，而且觀測(cè)時(shí)幾乎沒(méi)有被遮擋；相比之下，銀心黑洞周圍光芒暗淡，而且銀河系中心區(qū)域密布的塵埃會(huì)遮擋射電望遠(yuǎn)鏡的視線，再加上銀心黑洞周圍接近光速運(yùn)動(dòng)的氣體每幾分鐘便可繞轉(zhuǎn)一周，亮度和形狀時(shí)刻都在快速變化，因此很難被捕獲。

黑洞寫真是如何拍出來(lái)的？

這張銀心黑洞寫真照并不是由事件視界望遠(yuǎn)鏡直接拍攝的，而是EHT 研究團(tuán)隊(duì)花5 年時(shí)間，用超級(jí)計(jì)算機(jī)合成和分析射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的數(shù)據(jù)，提取了數(shù)千張不同的黑洞照片，綜合生成的最終效果。

下一步：拍攝黑洞“電影”

接下來(lái)，EHT 研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在地球上更多地方（包括中國(guó)西部）布設(shè)亞毫米波望遠(yuǎn)鏡，以拍攝更清晰的黑洞圖像和第一部黑洞“電影”。這部黑洞“電影”沒(méi)有故事情節(jié)，只是連續(xù)拍攝黑洞的每一幀畫面，再將其組合起來(lái)，以向大家展示一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的黑洞。