天文學家首次拍到黑洞：質量是太陽400萬倍，照片4月10日晚公之於眾

曉查 發自 紐凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

3年前，科學家們第一次公布了黑洞的「聲音」。明天，你就能看到黑洞的真容了。

北京時間4月10日晚9點，參與EHT（事件視界望遠鏡）計劃的科學家們將在全球六地以英語、西班牙語、漢語和日語四種語言召開新聞發布會，公布首張黑洞照片。

EHT計劃中位於墨西哥的射電望遠鏡

在上海，EHT項目將和中國科學院上海天文台共同發布這一重大成果。

始於2006的EHT項目，經過不斷對銀河系中心黑洞「拍照」，目前已經完成全部的拍攝任務，照片正在「沖洗」中。

為何能給黑洞拍照

黑洞形成後，會在周圍形成一個「視界」（Horizon），進入視界的任何物體（包括光）都不能逃出黑洞。

按照廣義相對論，即使視界之外經過的光線不會吸入，也會被強烈彎曲，就好像光線被鏡片折射一樣，我們稱為「引力透鏡」。

科學家此前已經試圖模擬過黑洞照片。在科幻電影《星際穿越》中，天體物理學家基普·索恩用廣義相對論方程模擬出黑洞的樣子。

電影《星際穿越》中的黑洞

然而模擬終究是模擬，沒人看到過黑洞到底長什麼樣，而EHT計劃就是為了找到黑洞存在的直接證據，給黑洞拍一張直觀的照片。

銀河系中心有個大黑洞

目前人類最有希望觀測到的黑洞有兩個，它們都不是恆星死亡後留下的屍體，而是兩個位於星系中心的超大質量黑洞。

其中一個是距離地球2.6萬光年的人馬座A*。天文學家一直認為銀河系中心潛伏著一個超大質量的黑洞，質量是太陽的400萬倍，科學家們通過銀河系裡恆星的運動軌跡預測了它的存在，但是一直沒有拍攝到它的真實面目。

NASA拍攝的銀河系中心圖像

另一個黑洞距離我們5000萬光年，位於M87星系（室女A星系），這個黑洞的質量達到了太陽的70億倍，並且從吸積盤中噴出長達數千光年的能量射流。

按照估計，它們都會捕獲經過其附近的電磁波，在望遠鏡上留下一個小小的陰影。這個陰影可能是圓形，也可能是橢圓形，這完全取決於黑洞是否在旋轉。

黑洞的強大的引力會把這個陰影放大兩倍，即便如此，觀測到它就像用肉眼看到月球上的一個橘子。

事件視界望遠鏡

為此，科學家們提出了事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope，EHT）計劃。

EHT不是一個光學望遠鏡，是一組射電望遠鏡，採用一種甚長基線干涉（VLBI）的方法來增大口徑。這一組望遠鏡北到美國加州、南到南極洲，口徑相當於和地球一樣大。

EHT陣列成員

通俗地說，如果有人在海洋中攪動產生一串漣漪，我們在海岸線上不同的地方建立兩個觀察點，根據這兩個觀察點接收到的信號的時間，我們就能反推出源頭所在位置。這個兩個觀察點距離越遠，得到的結果就越精確。

EHT接收的是星體發射的1.33毫米的無線電波，不同地方的望遠鏡用高精度的原子鐘實現時間的同步，解析度能達到哈勃望遠鏡的2000倍。

觀察無線電波還有一個好處，它可以穿過星際間和黑洞周圍的氣體，讓科學家們實現「透視」的目的。

探索黑洞之路

雖然人類之前沒有直接拍攝到黑洞照片，但已經收集到很多黑洞存在的間接證據。

3年前，激光干涉引力波天文台（LIGO）探測到一對遙遠的黑洞碰撞時發射的引力波，那是兩個黑洞相互吸引、旋轉、碰撞時產生的時空漣漪。此後LIGO又觀測到數次引力波事件。

儘管如此，科學家們對拍攝到黑洞照片仍然充滿興趣。之前的LIGO聽到的是黑洞的聲音，而這次EHT展示的是真實的圖片。

4月10日晚上，讓我們一起拭目以待吧！

—完—

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