□ 張晨

近日，國際天文學(xué)家團隊公布了由事件視界望遠鏡（EHT）拍攝的銀河系中心黑洞圖像。這是繼2019年4月EHT 望遠鏡在人類歷史上首次拍攝到河外星系M87中心的超大質(zhì)量黑洞后的第二張黑洞照片，也是人類獲得的首張銀河系中心黑洞照片。

此次拍攝到的目標位于銀河系中心一個被稱為人馬座A＊的大質(zhì)量天體，它被天文界廣泛認為是一個大質(zhì)量黑洞，但之前沒有直接證據(jù)確認。此次EHT望遠鏡的成像最終確定了人馬座A＊作為大質(zhì)量黑洞的身份。

天文學(xué)家在過去數(shù)十年的研究中，已經(jīng)確定了在人馬座A＊有相當于400萬個太陽的質(zhì)量被壓縮在幾個行星大小的范圍內(nèi)，而如此質(zhì)量和大小的天體只可能是黑洞。不過，這只是基于數(shù)據(jù)的推測，還有天文學(xué)家認為人馬座A＊可能只是一種特殊的暗物質(zhì)團。

如今，EHT 望遠鏡對銀河系中心黑洞的成像，再結(jié)合此前的研究，直接證明了銀河系中心黑洞的存在。

眾所周知，黑洞本身是不發(fā)光的，人類并不能直接通過望遠鏡獲得其圖像，只有當黑洞吸入周圍大量的物質(zhì)時，這些物質(zhì)會高速旋轉(zhuǎn)和互相碰撞，發(fā)出劇烈的電磁輻射，才能被EHT望遠鏡記錄下來。

2017年，天文學(xué)家開始使用EHT望遠鏡對河外星系M87 中心和銀河系中心的人馬座A＊進行觀測。相比河外星系M87 的超大質(zhì)量黑洞，銀河中心的大質(zhì)量黑洞不是很活躍，所以吸積的劇烈程度遠不如M87中央的黑洞，而且銀河中心的大質(zhì)量黑洞被淹沒在銀盤的塵埃帶和各種天體的閃光中，對EHT 望遠鏡成像提出了很大挑戰(zhàn)。

雖然此次獲得的圖像和3年前拍攝的那張照片類似，但對揭示在不同量級黑洞的表現(xiàn)上有著重要作用。

河外星系M87 的黑洞屬于超大質(zhì)量黑洞，起源于宇宙早期，形成的機理有兩種可能：一種是大質(zhì)量恒星的死亡產(chǎn)生的種子黑洞；另一種可能是物質(zhì)直接坍縮形成，再經(jīng)過漫長的吸積而形成超大質(zhì)量黑洞。

銀河系中心的黑洞不屬于超大質(zhì)量黑洞，對它的成像能夠幫助人類更好地研究黑洞周圍的結(jié)構(gòu)，例如吸積盤和吸積流等。對人馬座A＊附近高速運動天體的觀察也能更好地觀測和計算引力對空間的扭曲，進一步驗證廣義相對論的正確性。

接下來，EHT望遠鏡還將繼續(xù)探測黑洞周圍氣體運行的軌跡，并檢驗黑洞對光線的偏折，進一步探測黑洞的結(jié)構(gòu)和檢驗廣義相對論。

通過對河外星系M87黑洞和銀河系中心黑洞這兩個不同黑洞行為的對比，可以研究不同黑洞的特征。通過觀測以縮小廣義相對論的計算誤差，為引力物理學(xué)帶來全新突破。

3年前，EHT望遠鏡讓人類看到了史上第一張黑洞照片。今天，我們終于看到了屬于人類所在星系中心的超大質(zhì)量黑洞。盡管銀河系中心的黑洞比河外星系M87中心的黑洞小1000 多倍，質(zhì)量也比它小很多，但這兩個在不同星系且具有非常不同質(zhì)量的黑洞看起來非常相似。有了這兩張照片，人類可以更深入地測試引力在這些極端環(huán)境中的行為。

這次前所未有的觀測也將極大提升人類對銀河系中心的理解，并為這些巨大的黑洞如何與周圍環(huán)境相互作用提供新見解。后續(xù)對黑洞的對比研究也將進一步提升天文學(xué)家對黑洞這一極端天體的理解。

另外，對廣義相對論的理解或許可以使人類對現(xiàn)在宇宙中其余黑洞的行為做出描述，并理解那些遙遠的類星體的行為；可以對早期宇宙和太初黑洞進行一個對應(yīng)的特征描寫。