EventHorizonTelescopeCollaboration科学家之前已观测到众多的恒星围绕着银河系中心一个不可见的、致密的和质量极大的天体作轨道运动。这已强烈暗示这个被称作人马座A*（SagittariusA*：SgrA*）的天体是一个黑洞，而今天发布的照片则提供了首个直接的视觉证据。因为黑洞不发光，所以我们看不见黑洞自身，但绕转的发光气体给出了其存在的信号：一个被亮环状结构围绕的暗弱中心区域（称之为阴影）。照片上显现出的（射电）光都是由该黑洞的强大引力弯曲所致，这个黑洞的质量超过了太阳质量的四百万倍。△偏振光下超大质量黑洞M87*的图像
EventHorizonTelescopeCollaboration“我们惊叹于环的大小与爱因斯坦广义相对论预测结果出奇一致，”来自天文与天体物理研究所的EHT项目科学家GeoffreyBower说，“这些前所未有的观测极大地提升了我们对银河系中心所发生一切的认识，并为了解超大质量黑洞如何与周围环境相互作用提供了全新视角”。EHT团队的研究成果今天以特刊的形式发表在《天体物理学杂志通信》。由于银河系中心黑洞距离地球有二万七千光年之遥，因此它的大小看上去与从地球上看38万千米远月亮上的“甜甜圈”大小差不多。为了给它拍这张照片，研究团队创建了观测利器EHT，由分布在全球六地的八个射电望远镜组成的一个犹如地球那么大的虚拟望远镜。EHT对SgrA*开展了多个晚上的观测，每次连续采集了好几个小时的数据，就如同相机的长时间曝光。△银河系中心黑洞与M87中心黑洞的对比（中国科学院上海天文台供图）尽管我们银河系中心的黑洞比M87*小了多倍，也轻了多倍，但两个黑洞看起来格外相似。“它们来自两种不同类型的星系，且具有极不相同的黑洞质量，但当我们聚焦在这些黑洞的边缘时，它们看起来神奇的相似，”来自阿姆斯特丹大学的理论天体物理学家、EHT科学委员会联合主席SeraMarkoff教授说，“这告诉我们靠近黑洞的物体完全受广义相对论支配，我们在远处所看到的不同表象是由黑洞周围物质的差异造成的”。△X射线下的人马座A
NASA虽然SgrA*离我们更近，但这项成果的得来却比M87*艰难得多。来自斯图尔德天文台、亚利桑那大学天文系和数据科学所的EHT科学家Chi-kwanChan解释道：“黑洞周围的气体均以几乎接近光速绕着SgrA*和M87*高速旋转。气体绕转M87*一周需要几天到数周时间，但对于相对小很多的SgrA*来说，几分钟内气体即可绕转一周。这意味着就在EHT观测SgrA*之时，该超大质量黑洞周围绕转气体的亮度和图案也在时刻快速变化着。有点像给一只正在追逐自己尾巴的小狗拍张清晰照片”。△年4月份参加EHT观测的8个VLBI台站，实线连接的为观测M87的5个地点（7个台站；由于位置限制，位于南极的SPT望远镜无法观测到M87），虚线连接的为观测一个校准源（3C）的台站。
上海天文台研究人员开发出新的复杂的工具来考虑围绕SgrA*的气体运动。M87*这种稳定的，每时每刻图像都差不多的目标成像相对容易，而SgrA*则要困难得多。SgrA*的黑洞照片是研究团队提取出的不同照片平均后的效果，最终得以第一次将隐藏在我们银河系中心的“巨兽”呈现出来。这集结了来自全球80个研究机构共多名研究人员组成的EHT合作组织的奇思妙想才得以实现。除了开发复杂的工具来克服SgrA*成像面临的挑战外，研究团队花了五年时间，用超级计算机合成和分析数据，海量计算了前所未有的黑洞模拟数据库与观测结果进行严格比对。△银河系中心黑洞的首张照片制作过程（EHT合作组织提供）上海天文台EHT合作成员路如森说：“确实，对银河系中心黑洞首次成像观测的数据分析耗费了EHT合作团队的巨大心血。”另一位来自上海天文台的EHT合作成员江悟补充道：“研究团队遍历了极大的成像参数空间，才得以确定这张黑洞照片。”科学家对最终获得两个不同大小黑洞的照片尤其兴奋，这为他们的对照研究提供了条件。他们已经开始用这些新的数据来检验超大质量黑洞周围气体行为的相关理论和模型。目前这个过程尚不完全清楚但被认为对星系的形成和演化起了关键作用。△EHT合作团队将从SgrA*的年EHT观测数据中提取的诸多照片组合制作成一张银河系中心超大质量黑洞SgrA*的最终照片。
EventHorizonTelescopeCollaboration“现在我们能就这两个超大质量黑洞的差异展开研究，以获取对理解这个重要过程有价值的新线索，”来自天文与天体物理研究所的EHT科学家KeiichiAsada表示。“我们已有了两个质量相差倍以上的黑洞的照片，相比过去，我们将可以进一步更深入地检验极端环境下的引力”。EHT并未停止观测研究的脚步，就在今年3月份刚完成了有更多望远镜参与的联合观测。EHT的持续扩展和技术革新将使得科学家可以分享更引人注目的照片，包括在不久的将来的黑洞“电影”。“拍摄这样一部银河系中心黑洞的‘电影’，是下一代EHT的追求。”上海天文台的EHT合作国内协调人沈志强说，“我们正在规划建设中国的亚毫米波VLBI望远镜，以期参与到对SgrA*的24小时不间断的接力观测中。”来源：东方网记者：傅文婧编辑：董俊成、小能手审稿：钱程灿
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