銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的第一張照片正式公布，這是人類(lèi)第一次看到我們自己星系中心的超大質(zhì)量黑洞。此次拍攝到銀心黑洞的望遠(yuǎn)鏡仍然是事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT），它曾在3年前拍攝到了人類(lèi)史上的第一張黑洞照片。

與當(dāng)年的第一張黑洞照片類(lèi)似，銀心黑洞照片看起來(lái)也像是一個(gè)“甜甜圈”。紅橙色的圓圈即為黑洞周?chē)奈e盤(pán)，其中的陰影就是黑洞真身所在。由于黑洞會(huì)束縛住光，所以黑洞本身是看不到任何細(xì)節(jié)的。

如何拍攝黑洞？

這樣的黑洞照片可能會(huì)令一些人失望，與《星際穿越》中的超大質(zhì)量黑洞看起來(lái)相差很多。但事實(shí)上，能夠捕捉到銀心超大質(zhì)量黑洞的照片就已經(jīng)是重大突破，為了實(shí)現(xiàn)這一步，天文學(xué)家已經(jīng)付出了巨大的努力。

銀心超大質(zhì)量黑洞名為人馬座A*，此前，天文學(xué)家已經(jīng)通過(guò)附近繞行恒星的方法，間接探測(cè)到了這個(gè)黑洞的存在。根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，可以推測(cè)出人馬座A*的質(zhì)量約為太陽(yáng)的400萬(wàn)倍，距離我們2.6萬(wàn)光年。

根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，人馬座A*的半徑（史瓦西半徑2GM/c^2）估計(jì)為1200萬(wàn)光年。由于黑洞會(huì)把光彎曲吞噬掉，我們不可能直接看到黑洞的邊緣（事件視界）。

但由于黑洞憑借極端的引力，可以把附近的物質(zhì)拽過(guò)來(lái)，并吞噬掉。這些物質(zhì)螺旋掉入黑洞的過(guò)程中，劇烈的摩擦效應(yīng)可以釋放出超高的能量，其質(zhì)能轉(zhuǎn)換效率高達(dá)42%（恒星的核聚變只有0.7%），所以活躍的黑洞周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生一個(gè)非常明亮的吸積盤(pán)。

通過(guò)捕捉發(fā)光的吸積盤(pán)，就能襯托出中間的黑暗區(qū)域，那就是黑洞所在。從地球上看來(lái)，人馬座A*的吸積盤(pán)的直徑估計(jì)為52微角秒，也就是0.000052角秒，而一角秒只有1/3600度。因此，這是一個(gè)極其微小的物體，為了看到它，需要大到超乎想象的天文望遠(yuǎn)鏡。

天文望遠(yuǎn)鏡的分辨率取決于口徑，口徑越大，分辨率越高。但光學(xué)望遠(yuǎn)鏡受限于物理結(jié)構(gòu)，目前在建的最大口徑也只有40米左右。為了觀測(cè)到人馬座A*，需要口徑巨大的射電望遠(yuǎn)鏡。

這不但是因?yàn)樯潆娡h(yuǎn)鏡的口徑可以做到非常大，單口徑可達(dá)幾百米，而且波長(zhǎng)較長(zhǎng)的無(wú)線電波，更容易穿透銀河系中的濃厚星際塵埃。由于星際塵埃的阻擋，我們無(wú)法在可見(jiàn)光看到極為明亮的銀心，不然夜空看起來(lái)將會(huì)比現(xiàn)在亮很多。

雖然射電望遠(yuǎn)鏡的口徑很大，但由于觀測(cè)波長(zhǎng)相比長(zhǎng)了很多，這其實(shí)會(huì)讓分辨率下降。為了提升射電望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)能力，需要利用干涉技術(shù)，讓相隔遙遠(yuǎn)的射電望遠(yuǎn)鏡組成觀測(cè)陣列，這樣可以得到一個(gè)尺寸巨大的虛擬射電望遠(yuǎn)鏡。

事件視界望遠(yuǎn)鏡利用位于全球的8臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡，包括位于南極點(diǎn)的南極望遠(yuǎn)鏡，位于北極的格陵蘭望遠(yuǎn)鏡，位于南美洲的阿卡塔瑪大型毫米/亞毫米陣列。通過(guò)甚長(zhǎng)基線干涉儀（VLBI）技術(shù)，可以得到一臺(tái)口徑達(dá)到1.2萬(wàn)公里（相當(dāng)于地球直徑）的虛擬望遠(yuǎn)鏡，這就是事件視界望遠(yuǎn)鏡。

即便是強(qiáng)大如事件視界望遠(yuǎn)鏡，也只能捕捉到銀心超大質(zhì)量黑洞的基本面貌，更多的細(xì)節(jié)仍然不可見(jiàn)，與我們通常看到的模擬黑洞照片還差得很多。但就目前人類(lèi)的技術(shù)，能夠直接捕捉到黑洞已經(jīng)相當(dāng)不容易了。要知道，廣義相對(duì)論預(yù)言黑洞存在100多年之后，天文學(xué)家才第一次直接捕捉到黑洞照片。

為什么不用中國(guó)天眼（FAST）觀測(cè)黑洞？

我們知道，中國(guó)天眼（FAST）是目前全世界單口徑最大的射電望遠(yuǎn)鏡，直徑可達(dá)500米，擁有無(wú)與倫比的靈敏度。盡管中國(guó)天眼非常強(qiáng)大，但為什么沒(méi)被用來(lái)觀測(cè)黑洞呢？

中國(guó)天眼確實(shí)也是射電望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)的也是無(wú)線電波，但波長(zhǎng)范圍較長(zhǎng)，在1分米至4米之間。而用于觀測(cè)黑洞的射電望遠(yuǎn)鏡需要更短的波長(zhǎng)，最短只有1.3毫米，波長(zhǎng)越短才能有足夠高的分辨率。中國(guó)天眼不是被設(shè)計(jì)用于黑洞，它有自己的觀測(cè)目標(biāo)，包括脈沖星、快速射電暴、外星文明信號(hào)。

另一方面，為了得到一臺(tái)口徑巨大的事件視界望遠(yuǎn)鏡，幾臺(tái)望遠(yuǎn)鏡需要同時(shí)對(duì)銀心黑洞進(jìn)行觀測(cè)，中國(guó)天眼處在東半球，而且方向是固定的，無(wú)法轉(zhuǎn)向，與另外幾臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡無(wú)法協(xié)調(diào)觀測(cè)，白天黑夜互相顛倒。

雖然中國(guó)天眼沒(méi)有參與黑洞觀測(cè)，但我國(guó)的天文學(xué)家參與了黑洞的觀測(cè)和處理，所以無(wú)論是銀心超大質(zhì)量黑洞照片，還是更早之前的M87星系超大質(zhì)量黑洞照片，都有我國(guó)天文學(xué)家的一份貢獻(xiàn)。未來(lái)，我國(guó)計(jì)劃建造亞毫米波射電望遠(yuǎn)鏡，有望參與銀心黑洞的聯(lián)合觀測(cè)。

銀心超大質(zhì)量黑洞會(huì)吞噬銀河系嗎？

銀心超大質(zhì)量黑洞質(zhì)量巨大，相當(dāng)于太陽(yáng)的400萬(wàn)倍，它的極端引力不斷把周?chē)奈镔|(zhì)拽向深淵。根據(jù)廣義相對(duì)論，黑洞的質(zhì)量越大，直徑也會(huì)越大。這意味著隨著黑洞不斷吞噬物質(zhì)，它也會(huì)變得越來(lái)越大。那么，未來(lái)有一天，人馬座A*會(huì)不會(huì)吞噬掉整個(gè)銀河系呢？

雖然人馬座A*很大，但它的影響范圍非常有限。因?yàn)檎麄€(gè)銀河系非常大，銀河系總質(zhì)量為太陽(yáng)的1萬(wàn)億倍，這相當(dāng)于人馬座A*的25萬(wàn)倍。人馬座A*對(duì)地球施加的引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于太陽(yáng)對(duì)地球施加的引力，所以地球才會(huì)繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)，而不會(huì)被人馬座A*吸引過(guò)去。

雖然太陽(yáng)以及另外上千億顆恒星都在繞著銀心轉(zhuǎn)動(dòng)，但這并不是因?yàn)槿笋R座A*的引力作用，而是整個(gè)銀河系共同引力作用的結(jié)果。銀河系的共同質(zhì)心所在之處被定義為銀心，而人馬座A*恰巧處在銀心。

當(dāng)然，人馬座A*處在銀心中并非偶然，因?yàn)閹缀跛械男窍抵行亩加幸粋€(gè)超大質(zhì)量黑洞，必然有某種機(jī)制讓星系中心出現(xiàn)一個(gè)巨大的黑洞，只是目前還不清楚究竟是什么原因。

未來(lái)，人馬座A*不會(huì)吞噬掉整個(gè)銀河系，它只會(huì)吞噬掉附近有限范圍內(nèi)的物質(zhì)。待到那些物質(zhì)消耗殆盡，人馬座A*也會(huì)隨之趨于平靜。如果沒(méi)有繼續(xù)吞噬物質(zhì)，人馬座A*將會(huì)自發(fā)變小，因?yàn)楹诙创嬖诨艚疠椛?，本身?huì)不斷損失質(zhì)量，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)時(shí)間之后，黑洞將會(huì)從宇宙中蒸發(fā)殆盡。