在观测和数据处理的巨大成就下，事件视界望远镜的天文学家们拍摄到了银河系中心超大质量黑洞的 有史以来第一张照片。
这个黑洞名为人马座 A*（发音为“A-star”），其图像的发布今天上午通过美国国家科学基金会 (NSF) 在华盛顿特区的 国家新闻俱乐部 和德国加兴的 欧洲南方天文台 总部同时举行的记者招待会进行了国际推广。
这张图像代表了 350 万吉字节的射电望远镜信号。“花了几年时间才完善我们的图像并证实我们所拥有的，”亚利桑那大学天文学家 Feryal Özel 在 NSF 记者招待会上说。“但我们成功了。”
该团队今天在一期特刊 The Astrophysical Journal Letters 中发表了他们的研究成果。
一个覆盖全球的望远镜
黑洞被认为是物质的聚集体，其密度极高，以至于连光也无法逃脱其引力的束缚。“洞”本身——时空中的一个奇点——仍然是不可见的。但天文学家们能够通过观察它们对周围恒星的引力影响来研究它们。自 20 世纪 90 年代以来，天文学家们一直在观测我们星系中心（约 27,000 光年远）的恒星，它们围绕着一个似乎具有 400 万个太阳引力拉力的物体旋转。
但要直接拍摄到黑洞本身则要困难得多。模拟显示，奇点周围的气体盘在越过事件视界之前会加热并开始发光。黑洞会弯曲光线并吸收过于靠近的光线，在气体盘上投下阴影。然而，直到最近，这种情况才被看到。
然后，在 2019 年，事件视界望远镜 (EHT)——一个遍布全球的射电望远镜协作项目——发布了 有史以来第一张黑洞图像：M87 星系中心的黑洞，距离地球约 5300 万光年。通过使用一种称为甚长基线干涉测量 (VLBI) 的技术，EHT 分散在世界各地的射电望远镜可以协同工作，实现相当于一颗行星大小望远镜的分辨率。
两个星系的故事
用于制作 M87 和 Sgr A* 图像的数据是在 2017 年 4 月 EHT 首次观测活动期间采集的。尽管距离遥远，M87 的中心黑洞在天空中看起来与我们星系的中心黑洞大小大致相同。尽管 M87 的黑洞距离我们约是 2,000 倍，但它也比我们星系的黑洞大约 1,500 倍。
事实上，M87 的中心黑洞实际上更容易成像。这是因为当我们观察银河系的中心时，我们是通过银河系的盘面进行观察的，其间的尘埃和气体阻碍了视线。
然而，在观测 Sgr A* 时，天文学家们确实有一个优势。M87 的观测无法使用当时 EHT 的所有八个望远镜——该星系位于北半球，南极的望远镜 (SPT) 位于阿蒙森-斯科特南极站，因此无法观测到它。相比之下，SPT 不仅能够参与 Sgr A* 的观测，而且可以持续进行。其位于地球尽头的地点通过拓宽 EHT 的基线，极大地提高了观测分辨率。
这些结果不仅仅是一张漂亮的图片。黑洞阴影的范围——事件视界——也为 Sgr A* 的质量提供了独立的验证。哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家 Michael Johnson 表示，其 400 万太阳质量“完全符合”之前基于恒星轨道运动的测量结果。“这是对广义相对论的非凡验证。”
本文最初发布于 Astronomy.com。
