爱因斯坦又说对了

距离地球5500万光年

质量约为太阳的65亿倍

由200多名科研人员历时10余年

从四大洲8个观测点“捕获”

B02版

　　人类史上首张黑洞照片面世！北京时间10日晚9时许，包括中国在内，全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据，有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。

　　这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体———黑洞，一种体积极小、质量极大的天体，如同一个宇宙“吞噬之口”，连光也无法逃逸。

黑洞真容看上去有点儿像甜甜圈

　　照片“主角”是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞，其质量是太阳的65亿倍，距离地球大约5500万光年。

　　它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环，看上去有点儿像甜甜圈，其黑色部分是黑洞投下的“阴影”，明亮部分是绕黑洞高速旋转的吸积盘。

首次看到广义相对论被证实

　　百余年前，爱因斯坦的广义相对论率先对黑洞作出预言，从此成为许多科幻电影的灵感源泉。科学家陆续通过一些间接证据证实了黑洞的存在，但人类始终没有真正“看到”过黑洞。

　　“这是人类获得关于黑洞的第一个直接视觉证据，证实了爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。”参与国际合作的中方科学家、中国科学院上海天文台台长沈志强说。

幕后功臣就是它！

　　这次能够看到黑洞究竟长什么样，还要归功于“事件视界望远镜”。这是什么装备？了解它之前，我们先要明白两个概念———

“事件视界”：

　　在黑洞周围，光线不能逃脱的临界范围被称为黑洞的半径或“事件视界”。它像一堵无形的墙将内部被高度扭曲的时空和外界时空隔离开。

“事件视界望远镜”：

　　由于黑洞非常遥远且半径很小，以往设施没有足够的分辨率来直接观测黑洞，而是用观察周围恒星运动、吸积盘和喷流乃至引力波等间接方法来进行探测。为了提高望远镜空间分辨率，来自全球多个国家30多个研究所的200多名科研人员开展了一项庞大的观测计划，他们将分布在全球不同地区的多个射电望远镜组成一个阵列进行联合观测，这就相当于获得了一个口径宛如地球大小的巨型望远镜，这就是“事件视界望远镜”项目。

这张照片来得太不容易！

灵敏度要求极高

　　由于需要极高的灵敏度，组成全球网络的8个射电望远镜分布在多个高海拔地区，包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的内华达山脉、智利的阿塔卡马沙漠、南极点等。“这些望远镜的分辨率相当于能在黑龙江漠河阅读南沙群岛上的一张报纸。”中方科学家、上海天文台研究员路如森说。

　　我国科学家全程参与了给黑洞拍照这项国际合作，在早期推动这一项国际合作、望远镜观测时间申请、夏威夷望远镜观测运行、后期数据处理和理论分析等方面均做出了贡献。

在合适的波段才能观测

　　“看”得远、“看”得清仍然不够，给黑洞拍照还要“看”得准。“观看电视节目要选对频道，黑洞影像也必须在合适的波段才能观测。”路如森说，最佳波段在1毫米附近，这一波段的黑洞光环最明亮，而背景“噪音”又最小。黑洞事件视界望远镜，顺利实现在1.3毫米波长的观测，并经过长期的数据分析，成功“捕获”黑洞的影像。

观测时机也很关键

　　如何选定观测时间？观测时机的关键在于可见度。据介绍，观测时机需要考量不同观测点的天气、观测可变性。由于不同地点的望远镜观测点分布在沙漠、热带地区、山区和冰原，所以需要根据监控和分析一年内的气候变化，由此得出最佳可见度。气候之外，大气不透明度和透射率也直接决定了观测的效果。

照片“冲洗”用了两年

　　黑洞照片“冲洗”用了约两年时间。虚拟的大望远镜阵列并非直接拍出了黑洞的图像，而是给出了许多数据，必须经历复杂的计算机处理过程。其中还有些缺失或模糊的部分，需要科学家们拼图。此外，在2017年4月的联合观测以后，研究团队还进行了一些数据收集和校准的工作。

黑洞是什么？

　　科学界普遍认为，黑洞是宇宙中最神秘的天体，几乎所有质量都集中在最中心的“奇点”处，其周围形成一个强大的引力场，在一定范围之内，连光线都无法逃脱。

黑洞还有种类？

　　根据质量，宇宙中的黑洞被分成3类。

　　【恒星级质量黑洞】

（质量从几倍到几百倍太阳质量）

　　来源：一般认为，大质量恒星演化到晚期后，核心的燃料用尽，所产生的能量无法抵挡自身物质内向的引力，会发生塌缩，并以超新星爆炸结束自己的生命。当剩余的核心质量大于3.2倍太阳质量时，将会在引力作用下继续塌缩形成黑洞。

　　【超大质量黑洞】

（质量大于几百万倍太阳质量）

　　来源：通过更小质量黑洞的碰撞并合，以及更小质量的黑洞吞噬气体尘埃而成。

　　【中等质量黑洞】

（质量介于前两者之间）

　　缺乏观测证据，来源有3种可能机制：

　　●恒星级质量黑洞的并合或恒星级质量黑洞通过吞噬气体成长而形成。

　　●宇宙大爆炸过程中形成的原初黑洞。

　　●经星团历练后的大质量恒星塌缩而成。

黑洞有哪些特点？

　　来者不拒？有些很“挑食”

一些黑洞是贪婪的贪食者，吸入大量气体和灰尘，而其他黑洞则很挑食。中国科学院国家天文台研究员陆由俊解释说：“原因是不同星系核心的环境不一样。有的星系的中心由于受到诸如星系碰撞过程等的扰动，气体沉积到中心黑洞附近，为黑洞提供了丰富的食物，以至于它们可以大快朵颐；而有的星系中心区域则比较平稳，只有少量气体能够到达黑洞附近，使得黑洞不得不浅斟慢酌。”

　　只可远观：会把人变成意大利面