黑洞，這個在愛因斯坦廣義相對論中被預言的極端天體，其引力之強大連光都無法逃逸，使其成為宇宙中最黑暗的存在。然而，長期以來，黑洞只是存在于理論中。盡管天文學界在宇宙中發(fā)現(xiàn)了許多引力異�，F(xiàn)象，并推測這些現(xiàn)象可能由黑洞引起，但直到2019年，天文學家們公布了第一張黑洞照片，黑洞的存在和真實面貌才為大多數(shù)人所熟知。
一、拍攝的第一張黑洞照
這張發(fā)光的球體，即為天文學界利用事件視界望遠鏡拍攝的第一張黑洞照片。它來自距離地球5500萬光年的M87星系中心，質量達到了太陽的65億倍，屬于超大質量黑洞。
事實上，天文學家利用事件視界望遠鏡拍攝到了兩張黑洞照片。M87星系中心黑洞之所以先于其他照片公布，是因為數(shù)據(jù)分析較快，而除了這張照片之外，還有一張銀河系中心黑洞的照片將于2022年5月12日晚上9點公布。
作為距離地球最近的超大質量黑洞，人馬座A的質量是太陽的440萬倍，距離地球僅有2.6萬光年。按理說，這個距離足夠天文學家早早開始研究它，然而由于銀河系塵埃帶的阻擋，普通的光學望遠鏡無法直接觀測到人馬座A附近的景象，因此，天文學家通過X射線望遠鏡推斷其存在。
而事件視界望遠鏡用于拍攝黑洞照片的關鍵在于它由地球各地的8個射電望遠鏡合并而成，理論上的觀測口徑相當于整個地球，因此才能透過厚重的塵埃云直接拍攝位于2.6萬光年之外的銀河系中心黑洞。
二、為什么黑洞能夠被拍攝出來
與許多人的想象不同，事件視界望遠鏡并不具備光學鏡片，因此所拍攝的照片實際上是通過收集數(shù)據(jù)后合成的。黑洞照片只是勾勒出了黑洞的大致形狀，所收集到的射電數(shù)據(jù)僅來自黑洞周圍的吸積盤輻射，可以將其視為黑洞的外部輪廓。
因此，即將公布的第二張黑洞照片，也將以橘紅色光暈的形式呈現(xiàn)，只不過光暈的形狀可能會有所不同，因為兩個黑洞的質量差異巨大，吸積盤的特性也可能不同。
可以肯定的是，不論是銀河系中心黑洞還是M87星系中心黑洞，它們此刻仍在大肆吞噬周圍的恒星物質。因為除了黑洞之外，任何一個星系的中心都存在著大量密集的球狀星團，這些星團中的數(shù)百萬顆恒星為黑洞提供了持續(xù)不斷的物質來源。當這些物質接近黑洞時，它們被黑洞的巨大引力所吸引，并形成一個稱為吸積盤的環(huán)狀結構。吸積盤中的物質在受到極端強烈的引力和摩擦作用的影響下被加熱，產生了巨大的能量，從而發(fā)射出強烈的輻射，包括射電波段的輻射。
事件視界望遠鏡利用射電波段的觀測技術，能夠探測到這種射電輻射，并通過合成數(shù)據(jù)形成黑洞的影像。這項技術的關鍵在于將來自不同位置的射電波束進行干涉測量，從而實現(xiàn)極高的分辨率。通過對觀測數(shù)據(jù)的處理和分析，科學家們能夠還原出黑洞的外形。
黑洞的照片不僅僅是一張靜態(tài)的圖像，它還向我們展示了黑洞周圍的物質運動和引力效應。例如，照片中的光暈形狀可以揭示黑洞的自轉和吸積盤的旋轉方向。通過對照片的進一步研究，科學家們可以獲得關于黑洞的更多信息，例如質量、自轉速度、吸積盤的結構等。
黑洞照片的公布標志著天文學研究的一個重要里程碑，它不僅讓我們更加深入地了解黑洞的性質和行為，也驗證了愛因斯坦廣義相對論的預言。這項成就將推動我們對宇宙中最神秘和極端的天體之一的研究，進一步拓展我們對宇宙的認知。
