【人类史上第一张黑洞照片】
影像提供与版权:Event Horizon Telescope, EHT,ESO)
说明:M87星系中心超大质量黑洞(M87*)的图像,图中心的暗弱区域即为“黑洞阴影”,周围的环状不对称结构是由于强引力透镜效应和相对论性射束(beaming)效应所造成的。由于黑洞的旋转效应,图片上显示了上(北)下(南)的不对称性。
这张照片于2017年4月拍摄,2年后才“冲洗”出来。2019年4月10日由黑洞事件视界望远镜(Event Horizon Telescope, EHT)合作组织协调召开全球六地联合发布。
一百多年前,爱因斯坦提出广义相对论,将引力视为时空扭曲的效应。他的方程预言,一个小而重的物体能隐藏在事件视界(event horizon)之内,在视界内,其引力强大到连光都无法逃脱,这个物体就是黑洞。几乎所有的星系中心都存在黑洞,在那里它们可以成长到太阳质量的数百万或者数十亿倍。
在这次拍照前,主要有三类代表性证据可以表明黑洞存在:
1.恒星、气体的运动透露了黑洞的踪迹。黑洞有强引力,对周围的恒星、气体会产生影响,可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在。
2.根据黑洞吸积物质(科学家们把这个过程比喻成“吃东西”)发出的光来判断黑洞的存在。在黑洞强引力的作用下,周围的气体就会向黑洞下落,在距离黑洞几百到几万倍事件视界的地方形成一个发光的腰带——吸积盘。以超大质量黑洞为例,如果把黑洞的吸积盘区域比作一个黄豆,普通星系就相当于一个身高5万米的巨人,虽说黄豆般大小的活跃黑洞比巨人般的星系小千万倍,但每秒钟发出的能量却还要强很多。这种小尺寸、大能量的性质使我们推断它很可能是黑洞。
3.通过看到黑洞成长的过程“看”见黑洞。LIGO探测的五次引力波都对应了恒星级质量黑洞的并合事件,见证了更小的黑洞借助并合成长为更大黑洞的过程。这类引力波的发现,也是我们推断黑洞存在的证据之一。
