黑洞，宇宙中的当红“大咖”，天文学界、物理学界的“宠儿”。巨大的质量、近乎于点的体积、吞噬一切的引力、无限高的时空曲率，就连光也无法逃脱它的“魔爪”。过去科学家如何确定黑洞的存在？大量黑洞候选体中，科学家为何会“相中”人马座A*黑洞和M87星系中心黑洞进行“拍照”？这张照片为啥冲洗了2年才面世？
连光都能吞噬如何看得见？“吃相太难看”黑洞现原形
“科学家可通过测量黑洞对周围天体的作用和影响，如吸积盘、喷流现象等，间接观测或推测黑洞的存在。”中国科学院国家天文台研究员苟利军表示，物质在被吞噬时，会沿螺旋状轨道靠近并落入中心的黑洞，从而在黑洞周围形成圆盘状的吸积盘。在黑洞的引力下，吸积盘内物质落入黑洞的速度极快，物质之间的摩擦使它被加热至数十亿度的高温，从而发出辐射。
黑洞“吸食”周围的天体物质时，部分气体在被“吃”之前会沿着旋轴的方向喷射出高能粒子，这便是喷流。
吸积盘和喷流都是宇宙中极为明亮的现象。1964年，美国科学家利用探空火箭在天鹅座区域偶然发现了一个非常明亮的X射线天体，科学家将其命名为“天鹅座X-1”。它成为了人类发现的第一个黑洞候选体。
如何给黑洞拍照？“巨无霸相机”口径相当于地球直径
2017年4月5日，由分布在世界各地的8台射电望远镜同时对黑洞展开观测，组成一台巨大的虚拟望远镜，其口径相当于地球直径，分辨率大幅提升。用这一虚拟望远镜“拍照”的重点对象是两个黑洞，一个是位于银河系中心的“人马座A*”，另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。
“吸积盘的辐射主要是在可见光、紫外以及X射线波段。”苟利军说，但在吸积盘之外，黑洞周围还会存在不少高速运动的自由电子，这些以接近光速的速度运动的电子在电磁场的作用下会产生射电波段的同步辐射，从而为事件视界望远镜“拍照”创造了条件。
为何“冲洗”要花2年？数据量太大运算处理耗时长
“这类观测的数据处理并非只用一套现成的方法。多台望远镜之间的钟差、望远镜自身状态随时间的微小改变等问题都会影响观测精度。另一方面，‘拍照’对象黑洞本身也在不断变化，科学家需要探索新方法对‘相机’进行校准，建立模型，以提升合成图像的质量和精度。”中国科学院国家天文台研究员陈学雷指出，数据处理过程中需要根据处理结果不断调整运算方法进行改进，加之数据量巨大，因此用时很长。
事件视界望远镜结合了多地的8台射电望远镜的信号
本版图文据新华社科技日报新民晚报
制图/方磊
