怎么这么小啊？天文学家首次拍到人类所在星系中心黑洞的照片

首张银心黑洞照片。

银河系中心黑洞“人马座A*”的首张照片。EHT

5月12日晚21:00（北京时间），“事件视界望远镜”合作组织在全球多地同步举行新闻发布会，宣布第一次拍到了银河系中心超大质量黑洞——“人马座A*”的照片。

银河系中心存在超大质量黑洞已经不是什么秘密。一直以来科学家都可以根据银心恒星运动的参数推算出那里有一个看不见的、致密的大质量天体——一个黑洞。这个黑洞甚至也早就有了自己的名字——“人马座A*（读作人马座A星）”。但这一次，科学家却可以直接“看到”它了。

黑洞本身是不可见的，但它周围的发光气体却能透露出它的藏身之处——这些气体形成的明亮环状结构，包围着一个黑暗的中心区域——这个区域被称为“黑洞之影”，黑洞就在这个区域内。

“人马座A*”（右）和“M87*”（左）大小对比。左图小圈是冥王星轨道，小点为“旅行者1号”当前的位置。右图大圈为水星轨道，中心白点为太阳。通过比较可知，银心黑洞要比M87星系中心黑洞小得多。“人马座A*”明亮环状结构的直径只相当于水星轨道。EHT

银心黑洞的照片与2019年拍到的M87星系中心黑洞M87*照片观感有些相似，但两者的特点却很不一样，尤其是两者的大小差异非常大——银心黑洞的亮环结构直径只相当于水星轨道直径，而M87*的亮环结构越过了冥王星轨道。

这种差异主要是两者质量的差异所导致的——M87*的质量相当于65亿个太阳，而银心黑洞“人马座A*”的质量只相当于400多万个太阳。

“人马座A*”小，它周围的气体围绕其运行一周只需几分钟——M78*周围的气体围绕它运行一周需要几天；再加上M87*距离地球有5500万光年，而“人马座A*”距离地球只有2.7万光年。多种因素叠加，导致银心黑洞周围气体的亮度和运行模式看起来非常多变。在这种情况下，要给它拍张清晰的照片自然也就更不容易。

所谓“事件视界望远镜”并不是一台单一的望远镜，而是一台由分处全球各地的多个天文台连接起来的“虚拟”望远镜。它的口径理论上相当于地球的圆面——因此可以看得极为遥远。

“事件视界望远镜”拍摄的黑洞照片是在海量数据的基础上，通过建模，最终用超级计算机平均出来的结果。

对于M87*来说，这种方法相对容易，因为所有照片大体相似。但银心黑洞“人马座A*”照片的不同版本看起来差异却较大。研究人员必须使用更为巧妙的方法，来预测黑洞周围气体的运动方式，以求获得最接近实际情况的结果。

在发布会上，研究人员表示，2022年下半年将会有更多的望远镜加入到该项目中来。观测网络的扩大和技术的进步，会让我们在未来看到更加让人惊艳的黑洞照片，甚至是视频。

银心黑洞照片是在海量数据的基础上，通过参考理论模型，最终用超级计算机平均出来的结果。EHT

参考

Astronomers reveal first image of the black hole at the heart of our galaxy

https://eventhorizontelescope.org/blog/astronomers-reveal-first-image-black-hole-heart-our-galaxy