首张银河系中心黑洞照片意义重大

□ 张晨

近日，国际天文学家团队公布了由事件视界望远镜（EHT）拍摄的银河系中心黑洞图像。这是继2019年4月EHT 望远镜在人类历史上首次拍摄到河外星系M87中心的超大质量黑洞后的第二张黑洞照片，也是人类获得的首张银河系中心黑洞照片。

此次拍摄到的目标位于银河系中心一个被称为人马座A＊的大质量天体，它被天文界广泛认为是一个大质量黑洞，但之前没有直接证据确认。此次EHT望远镜的成像最终确定了人马座A＊作为大质量黑洞的身份。

天文学家在过去数十年的研究中，已经确定了在人马座A＊有相当于400万个太阳的质量被压缩在几个行星大小的范围内，而如此质量和大小的天体只可能是黑洞。不过，这只是基于数据的推测，还有天文学家认为人马座A＊可能只是一种特殊的暗物质团。

如今，EHT 望远镜对银河系中心黑洞的成像，再结合此前的研究，直接证明了银河系中心黑洞的存在。

众所周知，黑洞本身是不发光的，人类并不能直接通过望远镜获得其图像，只有当黑洞吸入周围大量的物质时，这些物质会高速旋转和互相碰撞，发出剧烈的电磁辐射，才能被EHT望远镜记录下来。

2017年，天文学家开始使用EHT望远镜对河外星系M87 中心和银河系中心的人马座A＊进行观测。相比河外星系M87 的超大质量黑洞，银河中心的大质量黑洞不是很活跃，所以吸积的剧烈程度远不如M87中央的黑洞，而且银河中心的大质量黑洞被淹没在银盘的尘埃带和各种天体的闪光中，对EHT 望远镜成像提出了很大挑战。

虽然此次获得的图像和3年前拍摄的那张照片类似，但对揭示在不同量级黑洞的表现上有着重要作用。

河外星系M87 的黑洞属于超大质量黑洞，起源于宇宙早期，形成的机理有两种可能：一种是大质量恒星的死亡产生的种子黑洞；另一种可能是物质直接坍缩形成，再经过漫长的吸积而形成超大质量黑洞。

银河系中心的黑洞不属于超大质量黑洞，对它的成像能够帮助人类更好地研究黑洞周围的结构，例如吸积盘和吸积流等。对人马座A＊附近高速运动天体的观察也能更好地观测和计算引力对空间的扭曲，进一步验证广义相对论的正确性。

接下来，EHT望远镜还将继续探测黑洞周围气体运行的轨迹，并检验黑洞对光线的偏折，进一步探测黑洞的结构和检验广义相对论。

通过对河外星系M87黑洞和银河系中心黑洞这两个不同黑洞行为的对比，可以研究不同黑洞的特征。通过观测以缩小广义相对论的计算误差，为引力物理学带来全新突破。

3年前，EHT望远镜让人类看到了史上第一张黑洞照片。今天，我们终于看到了属于人类所在星系中心的超大质量黑洞。尽管银河系中心的黑洞比河外星系M87中心的黑洞小1000 多倍，质量也比它小很多，但这两个在不同星系且具有非常不同质量的黑洞看起来非常相似。有了这两张照片，人类可以更深入地测试引力在这些极端环境中的行为。

这次前所未有的观测也将极大提升人类对银河系中心的理解，并为这些巨大的黑洞如何与周围环境相互作用提供新见解。后续对黑洞的对比研究也将进一步提升天文学家对黑洞这一极端天体的理解。

另外，对广义相对论的理解或许可以使人类对现在宇宙中其余黑洞的行为做出描述，并理解那些遥远的类星体的行为；可以对早期宇宙和太初黑洞进行一个对应的特征描写。