黑洞神秘面纱揭开 终于被人类“看到”

史上首张黑洞照片展示一个中心为黑色的明亮环状结构，其黑色部分是黑洞投下的“阴影”，明亮部分是绕黑洞高速旋转的吸积盘。 法新社

神秘天体黑洞终于被人类“看到”了！200多名科研人员参与的“事件视界望远镜”（EHT）项目，10日在全球多地同时召开发布会，公开他们拍到的第一张黑洞照片。照片“主角”是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞，其质量是太阳的65亿倍，距离地球大约5500万光年。照片展示了一个中心为黑色的明亮环状结构，看上去有点像甜甜圈，其黑色部分是黑洞投下的“阴影”，明亮部分是绕黑洞高速旋转的吸积盘。
EHT项目负责人、美国哈佛-史密森天体物理学中心的杜勒曼在华盛顿说：“我很高兴地宣布，我们首次看到了曾认为不可见的东西……而这只是开始。”杜勒曼说示：“技术的突破、世界上最好的射电望远镜之间的合作、创新的算法都汇聚到一起，打开了一个了解黑洞的全新窗口。”黑洞中心呈黑色，是黑洞投下的“阴影”，外面像一个发出火光的，橙、黄色圆环，明亮部分是绕黑洞高速旋转的吸积盘。夏威夷东亚天文台副主任登普西说，这让她想起《魔戒》里的“索伦之眼”。上海、台北、智利圣地亚哥、比利时布鲁塞尔、丹麦灵比和日本东京等地也同时召开发布会。
验证广义相对论
上世纪初，爱因斯坦提出广义相对论预言了黑洞的存在。这是一种体积极小而质量极大的天体，引力非常强，以至于周围一定区域内连光线也无法逃逸，这一区域被称为“事件视界”。尽管黑洞无法直接观测，但由于黑洞的引力会吸积物质到它附近（如黑洞吃掉恒星时，将恒星的气体撕扯到身边），周围通常都有一个吸积盘环绕。吸积盘非常热且亮，与黑洞对比明显，因此可以通过观测吸积盘来为黑洞拍照。黑洞有时候也会“打嗝”，一部分吸积气体会沿转动方向被抛射出去，形成喷流。吸积盘和喷流都会因气体摩擦而产生明亮的光线，以及其他频段的辐射。
团队成员之一的华中科技大学物理学院教授吴庆文表示，这次观测超级黑洞是直接观测，“类似超级相机拍摄，回来洗照片”。要给5500万光年以外的M87黑洞拍照，需要举全球之力才能做到。2017年4月，欧洲、美洲、大洋洲和南极洲的合共八个射电望远镜，在同一时刻对准M87黑洞拍照。照片经过数据处理及理论分析，花了一年多才“冲洗”完成。从去年11月到今年4月是撰写论文和同行评议阶段。
多个天文台组成阵列联合观测，相当于一台口径为地球直径的超级望远镜。所利用的“甚长基线干涉测量技术”（VLBI），既能敏感捕捉微弱信号，又拥有高分辨率。以每两个观测站视为一条基线，基线的距离越长、数目越多，所得图像的分辨率便越高。除了M87中心黑洞，研究人员也尝试拍摄位于银河系中心，距离我们最近的“人马座A*”黑洞。说是最近，距离地球也有2.6万光年，“人马座A*”黑洞质量是太阳的400万倍。
照片给出黑洞这一极端天体存在的最直接证据，验证了广义相对论，也将帮助回答星系中的壮观喷流如何产生并影响星系演化等诸多前沿问题。“黑洞是时空尽头，存在一些我们想破解的谜团。首次给黑洞拍照可能帮助我们朝着解开这些谜更进一步。”项目科学委员会主席、荷兰奈梅亨大学教授法尔克说。德国马克斯．普朗克射电天文研究所所长岑苏斯表示，今次取得的观察结果非常重要，质量也让人惊喜。“我们终极目标是从天文领域认识自然，了解宇宙的形成。”
本报讯

华盛顿发布会现场的科学家。 法新社 “事件视界望远镜”项目中的南极望远镜。 网上图片 太空总署早前发布的超大黑洞构想图。资料图片 天体黑洞 不可思议