黑洞来了！人类史上首张黑洞照片为什么属于它？
刚刚，事件视界望远镜（EHT）宣布已经成功获得了超大黑洞的第一个直接视觉证据：EHT为室女座星系团中超大质量星系 M87中心的黑洞拍下了第一张照片。
从照片来看，一圈圈明亮的光围绕在这个黑洞周围。
越是黑暗的地方，越要有光
1915年，爱因斯坦提出了广义相对论，次年史瓦希预言了一种神奇的天体——黑洞。在这里，因为超强引力的作用使得光也无法逃脱它的势力范围。
尽管如此，黑洞的世界也并非一片黑暗。由于黑洞引力强大，盘踞在黑洞周围的气体会被吸入黑洞之中，并发出强烈辐射，产生明亮的吸积现象，并伴随着强烈的物质喷发和能量外流，呈现壮观的“宇宙火柱”喷流现象。
▲一种理论模型预言的位于银河系中心的银心黑洞阴影及周围环绕着的新月状光环（图片来源：路如森，上海天文台）
这就是我们在各种黑洞的模拟图片中见到的一圈圈的光亮。
黑洞M87的魅力
太空中的黑洞远不止一个，几乎所有的星系都有一个非常大的黑洞。据中国科学院上海天文台台长沈志强介绍，此次科学家们共观测了六个黑洞，之所以最终选择给M87拍照，是多种因素共同决定的。
▲HST拍摄的M87，图片版权：NASA
首先，黑洞阴影和周围环绕着的新月光环是非常非常小的，在拍照设备能力有限的情况下，想要拍摄到黑洞的照片，毫无疑问，必须要找到一个在角直径足够大——即从地球上来看足够大的黑洞作为对象。由于黑洞事件视界的大小与其质量成正比，这也就意味着质量越大，其事件视界越大。M87虽然距离地球很遥远——足足有 5500 万光年，好在它体型足够庞大，它的质量是太阳的 65 亿倍。所以从地球来观测，它的大小正合适。
其次，M87位于北天球，而此次用于观测的天文望远镜们也大都位于北半球，因此观测时也更加得心应手。
“爱因斯坦是对的”
看到这张照片后，沈志强难掩内心的激动：“爱因斯坦是对的。”
M87的这张照片为黑洞存在提供了直接的视觉证据。它的存在，是在强引力场的极端环境下验证了爱因斯坦广义相对论。
“如此一来，黑洞就像沉浸在一片类似发光气体的明亮区域内，我们预期黑洞会形成一个类似阴影的黑暗区域。这正是爱因斯坦广义相对论所预言的，可我们以前从未见过。”EHT 科学委员会主席、来自荷兰拉德堡德大学的 Heino Falcke 解释说，“这个暗影的形成，源于光线的引力弯曲和黑洞视界对光子的捕获。暗影揭示了黑洞这类迷人天体的很多本质，也使得我们能够测量 M87 中心黑洞的巨大质量。”
多次独立的 EHT 观测通过多个校准以及不同的成像方法均揭示了一个环状的结构及其中心的暗弱区域， 即黑洞阴影。
“一旦我们成功对黑洞阴影成像，就可以将观测结果与理论预言相比较，检验考虑了时空弯曲、超高温及超强磁场等物理性质在内的大量模型。令人惊讶的是，我们所观测到图像的许多特征与理论预言相一 致！”EHT 董事会成员Paul Ho 评论道，“这使得我们对观测的理论解释，包括对黑洞质量的测量，都充满信心。”
作者：金婉霞
编辑：金婉霞
责任编辑：许琦敏
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