在新图像中看到的银河系超大质量黑洞

根据爱因斯坦的理论，所有星系的中心都有一个巨大的黑洞，包括我们的星系。

然而，黑洞本身的性质——光和物质无法逃离的地方——使得它们极其难以拍摄。因此，直到本周，科学家们才能够确认银河系中心存在一个超大质量黑洞，并拍摄了它的照片。

这个天文学家团队是全球事件视界望远镜(EHT)合作项目的一部分，他们使用了来自世界范围内的天文网络的观测数据地球上有8个射电望远镜它们共同组成了一个地球大小的虚拟望远镜，来拍摄这张令人惊叹的图像。

直到现在，科学家强烈怀疑黑洞的存在，正如他们观察到的恒星围绕银河系中心看不见的、致密的、质量很大的物体运行。然而,以往任何试图捕捉这个所谓的黑洞的努力发现，它太不稳定了，无法拍到一张好照片。关于这个巨大的物体，甚至还有其他的理论，比如它是由“暗物质”组成的，但公布的图像为黑洞的存在提供了压倒性的证据，被命名为人马座A* (Sgr A *)。

新的视角捕捉到了黑洞强大引力弯曲的光线，黑洞的质量是太阳的400万倍。Sgr A *,它位于人马座和天蝎座的边界附近，也是爱因斯坦方程预测的确切大小。

亚利桑那大学的Feryal Ozel称黑洞为“银河系中心温和的巨人”。

之所以使用“温和”一词，是因为科学家们原本预计银河系的黑洞会更猛烈，但事实证明，它是一个比研究团队预期的“更合作的黑洞”。此外，相对于其他黑洞它们吞食着银河系的物质，这颗“吃得很少”;相当于一个人在数百万年里吃了一粒米。

“这是黑洞中懦弱的狮子，”台湾中央研究院天文与天体物理研究所的项目科学家杰弗里·C·鲍尔(Geoffrey C Bower)说。

这恰恰是事实黑洞“处于饥饿状态”，很少有物质落入它的中心，这使得天文学家能够拍摄到它。虽然科学家们无法看到黑洞本身，但它周围发光的气体揭示了一个泄密的特征:一个黑暗的中心区域(称为“阴影”)被一个明亮的环状结构包围。

为了对它进行成像，该团队创建了强大的EHT，将地球上现有的8个射电天文台连接在一起，形成一个“地球大小”的虚拟望远镜。EHT在2017年的多个夜晚观测了Sgr A*，连续收集了几个小时的数据，类似于在相机上使用长时间曝光。

EHT小组的研究结果发表在今天的一份杂志上特殊的问题的天体物理学杂志通讯。参与该项目的同一团队还于2019年发布了第一张黑洞图像，该图像反映了来自5300万光年外星系的黑洞M87*。银河系的黑洞要近得多，大约27000光年远。

尽管Sgr A*和M87*之间距离很远，但这两个黑洞看起来非常相似。

EHT科学委员会联合主席Sera Markoff说:“我们有两个完全不同类型的星系和两个质量非常不同的黑洞，但在这些黑洞的边缘 附近 它们看起来惊人地相似。” “这告诉我们，广义相对论在近距离支配着这些物体，我们在更远的地方看到的任何差异一定是由于围绕黑洞的物质的差异。”

为了拍摄这张照片，研究人员必须开发复杂的新工具来解释Sgr A*周围的气体运动。虽然M87*是一个更容易、更稳定的目标，几乎所有的图像看起来都一样，但银河系的黑洞却不是这样。Sgr A*的图像实际上是该团队提取的不同图像的平均值。

来自世界各地80个研究所的300多名研究人员的工作使这一努力成为可能。该团队严谨地工作了五年，使用超级计算机来组合和分析他们的数据，同时编制了一个前所未有的模拟黑洞库，以与观测结果进行比较。总的来说,该项目耗资近6000万美元(4900万英镑)，其中2800万美元来自美国国家科学基金会。

这一天文学壮举极大地提高了科学家对银河系中心发生的事情的理解。该团队已经开始使用这些新数据为了测试气体在超大质量黑洞周围的行为的理论和模型，这一过程被认为是塑造星系形成和演化的基础。

EHT网络的不断扩展和重大的技术升级将使科学家们在不久的将来分享更令人印象深刻的黑洞图像和电影。