“黑洞”这个词语历来被人们所熟知，然而人们对于黑洞形态的了解却始终蒙着一层神秘面纱。近日，随着黑洞事件视界(天文学中黑洞的边界，在此边界以内光无法逃逸)中第一张代表黑洞直接形象的图片问世，这层神秘面纱才开始逐渐变得清晰。

　　图片中的主角，就是来自巨大椭圆状星系M87的超大质量黑洞，它位于星系中心，距离我们5500万光年，体积大约是太阳的680万倍，质量约为太阳的65亿倍！该图片源于事件地平线望远镜（Event Horizon Telescope EHT）的首次观测结果。EHT之所以能够完成这项伟大壮举，是因为它是由全球的射电望远镜组合而成的一个巨大“望远镜”，代表着国际天文学领域“全球合作”战略的成果。

　　令人不可思议的是，黑洞的形态基本符合天文界与物理界在50年前的预测，正如德国歌德大学的天体物理学家卢西亚诺·雷佐拉所说：“理论与观察的对峙对理论科学家来说总是一个充满戏剧性的时刻，然而当观察结果与我们的预测相符时，这是一种解脱和无比的自豪感！”

　　黑洞的形态看起来有点像橙色的咖啡渍，中间的是黑洞的影子。因为黑洞巨大的吸引力不允许任何可用于探测的辐射逃逸，所以我们实际上无法看到黑洞本身，这也是为什么它看起来就像是一个不透明的空间的原因。围绕着黑洞周围的是吸积盘，由于超大质量黑洞M87是非常活跃的，这也就意味着它被一个巨大的吸积盘所包围。吸积盘的温度极高，并且会发出大量的辐射。因为吸积盘是旋转的，在面向它移动方向的一侧看起来更亮，在背离它移动方向的另一侧看起来则很暗，这种效应也是由爱因斯坦相对论所预测的结果。

　　由于该图像的分辨率不足以测量其旋转速度，但是已经观察了黑洞影像四天的EHT团队已经可以判断出它正在沿顺时针方向旋转。“一旦确定我们已经对阴影进行了成像，我们就可以将我们的观察结果与计算机模拟结果进行比较，进行模拟的模型包括翘曲空间、过热物质和强磁场等物理特性。令人惊讶的是，所观察到图像的许多特征都符合我们的理论预测。这使我们对黑洞的理解更加充满信心，其中包括我们对黑洞质量的估计”东亚天文台的Paul T.P. Ho这样表示。

　　科学家们表示，未来通过对数据的深层次分析还可以揭示更多细节，例如黑洞图像与广义相对论的预测有多接近。它甚至还可以帮助天体物理学家找出产生巨大喷流的作用机制。

　　但由于图像不是非常清晰，因此存在一些我们可能无法分析的结论。例如一种被称为“帧拖动”的相对论效应，即当黑洞旋转时，由于其自身巨大的吸引力，它会随着时间的推移而产生时空拖拽效应。加州理工学院的理论天体物理学家Philip Hopkins认为：“在很长一段时间内，它被理解为广义相对论的影响，但如果你真的接近黑洞的事件视界，它只会变得非常大。如果我们可以测量它，不仅是对相对论的测试，它还会反映出非常关键的信息：如果黑洞在旋转，那就告诉你它有多大的角动量，甚至会告诉你它在一开始必须吞下的所有东西！”

　　正如霍普金斯所说：“从某些方面来讲，最令人印象深刻的是在探索过程中获得的技术成就，而不仅仅是你从中学到了什么。因此，能够以这种分辨率在天体物理上成像任何东西都是令人兴奋的事情。”

　　据悉，EHT项目目前正全力冲洗另一个位于银河系中心的黑洞，它的真实面貌也应该很快就会公之于众。无论如何，黑洞的神秘面纱将逐渐被揭开，变得愈加清晰。

　　作者/朱张航宇