人類獲取首張黑洞圖

　　浙江在線杭州4月10日訊（浙江在線記者 曾楊希）作爲宇宙中最神祕的天體之一，黑洞一直激發着人類的想象力。真實的黑洞是什麼樣子？今天，我們得到了答案。

　　一個橙色的環，南北並不對稱，10日21時，由多國科研人員合作的“事件視界望遠鏡”（EHT）項目在上海等六地召開全球新聞發佈會，公佈了人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。

　　這張照片，直接證明了黑洞的真實存在，驗證了愛因斯坦相對論的正確，也對現有的黑洞理論進行了驗證。同時，通過黑洞照片，人類得以遙望宇宙的壯觀現象，甚至有望回答宇宙生命的起源問題。

　　黑洞首照是怎麼拍到的？黑洞到底是什麼？人類如何觀測黑洞？對此，記者採訪了星系形成與演化領域專家、浙江大學物理學系助理研究員肖婷。

　　觀測特徵 圖截自直播

　　一個橙色環

　　黑洞原來長這樣

　　一箇中心爲黑色的橙色環，震撼、特別、美麗……今晚，人類首張獲得的黑洞照片揭開帷幕。它的背後，凝聚了全球30多個研究所裏200多位科學家的心血。

　　2017年的4月5日到14日間，來自全球30多個研究所的科學家們開展了一項雄心勃勃的龐大觀測計劃：利用分佈於全球不同地區的8個射電望遠鏡陣列，組成一臺超大的“虛擬射電望遠鏡”—— “事件視界望遠鏡”，其有效口徑尺寸相當於地球直徑大小，幫助人類觀測收集到兩個超級黑洞的信息。

　　此次觀測的兩個黑洞，一個是位於銀河系中心的“人馬座A*”，另一個，也就是今天的“主角”，位於代號爲M87的超巨橢圓星系中心。“在目前人類發現的黑洞中，它們與地球距離較近，最利於觀測。”肖婷說。

　　但要觀測它們，其實並不容易。“人馬座A*” 距離地球2.5萬光年，按科學家們的說法，給它拍照大體相當於“站在地球上給月球表面的一個葡萄柚拍照”。M87距與地球的距離則更遠。

　　而“事件視界望遠鏡”屬於射電望遠鏡陣列，具有非常高的分辨能力，利用定向天線和高靈敏度的微波接收裝置，接收天體發出的無線電波，從而得以觀測目標。科學家們利用它撈回了兩個黑洞的海量數據，彙集到數據中心進行分析。

　　經過兩年的數據處理，今天，人類獲得的第一張黑洞照片揭開神祕面紗。

　　電影《星際穿越》中的黑洞圖 圖據中科院官微

　　認識黑洞

　　一切物質皆不可逃脫

　　世人對黑洞的認識是，它如“牢籠”，一旦掉入，便逃不出來，同時，它貪得無厭，永不停息地吞噬着周圍的一切……

　　實際上，人類對黑洞的認識歷史並不算漫長。100多年前，愛因斯坦的廣義相對論就預言了宇宙中存在一種極端緻密天體：黑洞。

　　在更早的1783年，英國地理學家約翰·米歇爾（John Michell）已意識到，宇宙中有類似天體的存在，可以達到滴“光”不漏。1968年，“黑洞”（black hole）一詞由美國天體物理學家約翰·惠勒提出。

　　後來，科學家們探索發現，黑洞的周圍有一堵無形的牆，把它叫做“事件視界”，它是黑洞的邊界，也是“事件視界望遠鏡”名字的來源。“事件視界”內，黑洞的引力足夠強大，任何東西一旦進入都會一去不復返、不可逃脫，連光也不例外。

　　關於黑洞是如何形成的，科學家們認爲，黑洞有不同質量，目前可以確定的是，具有恆星級質量的黑洞是大質量恆星（當恆星質量大於8倍太陽質量時,可稱爲大質量恆星。）衰老坍縮後的宿命，“約10倍及以上太陽質量的恆星衰老後，可能會坍縮演化形成恆星級質量的黑洞。”肖婷說。

　　在浩瀚宇宙中，人類認識“黑洞”不過短短百年，如今，已經獲得“黑洞”真容的首張照片，實在可歌可嘆。

　　黑洞的吸積盤和噴流 圖據中科院官微

　　探測黑洞

　　更清晰的容顏或指日可待

　　既然光都逃不出來，人類是如何得知黑洞的存在？

　　黑洞自身不發光，難以直接探測。人類科學家便“曲線救國”，採用一些間接方式來探測黑洞，比如觀察恆星的運動。

　　肖婷說，理論上，每個星系中心都有一個超大質量黑洞，黑洞對周圍的恆星運動會產生影響。“比如銀河系，通過監測銀河系中心附近恆星的運動軌跡會發現，當恆星靠近銀河系中心時，會發生明顯的偏轉，偏轉的數據與黑洞存在的理論符合，揭示了黑洞的存在。”

　　如今，根據理論推算，銀河系中應該存在着上千萬個恆星量級的黑洞，可到目前爲止，人類只確認了20多個。

　　此外，對處於活躍階段的黑洞而言，還可觀察黑洞周圍的吸積盤和噴流。

　　活躍的恆星量級(從3個太陽質量到100個太陽質量大小)黑洞會將周圍恆星的氣體撕扯到自己身邊，產生一個旋轉的氣體盤，即吸積盤。當吸積氣體過多時，一部分氣體在掉入黑洞之前，在磁場的作用下，會被沿轉動方向拋射出去，形成噴流。吸積盤和噴流都因氣體摩擦而產生明亮的光與大量輻射，所以可以被科學家探測到。

　　探測黑洞的方式如此曲折，不過，隨着首張黑洞照片揭開神祕面紗，人類直接觀測到更清晰、更準確的黑洞容顏或許指日可待。

　　浙江的“黑洞”研究力量

　　黑洞，其實離我們不遠。

　　在浙江本土，也有一批科專家學者致力於黑洞研究。

　　近幾年，浙江工業大學天體物理研究所教授朱濤所在的研究團隊正是在廣義相對論、黑洞物理和宇宙學方面做探索。對於今晚的黑洞照片，朱濤也十分關注。他表示，團隊希望利用這次相關的資料和數據，來檢驗正在開展的黑洞陰影形狀研究。

　　據記者瞭解，浙江工業大學理學院理論物理與宇宙學研究所還是金磚五國引力學會的倡議者和創始者，所內10位科學家研究方向涵蓋理論物理衆多領域，包括修正引力理論、圈量子宇宙學、引力波天文學、黑洞物理學等。