神秘黑洞终现身！首张黑洞照片面世
【消息发布】
北京时间2019年4月10日21时7分，世界上第一幅黑洞的照片终于在中国上海天文306会议室揭开了面纱，与上海一样，全球其他5个城市（比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国台北、日本东京、美国华盛顿）也都在同一时间公布了这张令天文学家兴奋的照片，宣布已经成功获得了超大质量黑洞的第一个直接视觉证据，该照片揭示了室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞，这个黑洞距离地球5500万光年，质量为太阳的65亿倍。
【科普一下】什么是黑洞？
黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种密度极大体积极小的天体，它一般是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。恒星的核心被压缩成一个体积几乎为零的数学点，在那里它有无限的密度，这个点被命名为奇点，发生这种情况时需要比光速还大的速度才能逃脱出去，因为理论上任何物体的速度都不可能超过光速，所以无论是物质还是辐射都无法逃逸，任何经过黑洞边界的东西，包括光，都永远被吞噬而无法逃脱了。
虽然名字都叫黑洞，但长得可不一样，就像人有高矮胖瘦之分，黑洞家族也可分为三类：
|
第一类 |
小不点 |
恒星级质量黑洞 |
质量是太阳的几十倍到上百倍 |
|
第二类 |
中等身材 |
中等质量黑洞 |
质量大约是大阳的几千倍到几万倍 |
|
第三类 |
巨无霸 |
超大质量黑洞 |
质量在太阳的几百万倍以上 |
恒星级质量黑洞太小了，以现有的技术，直接拍到它们的真容几乎不可能。4月10日亮相的主角，是超大质量黑洞。
【热点一】为什么能给不发光的拍照？
这些年，黑洞这个名词频频出现在媒体报道中，想必很多人都已经对它有些了解，恒星级质量的黑洞是由大质量恒星演化到末期核心发生引力坍缩而成。中等质量黑洞和超大质量封黑洞形成的具体方式目前还没有定论，可能是由小黑洞合并形成，也可能是由黑洞通过吞噬物质逐渐形成，还可能是由大量气体物质直接坍缩形成。
黑洞给人最深刻的印象就是吞噬一切，甚至光线，如果是孤零零的黑洞，我们真的是没办法采用电磁波手段进行拍摄了。
但通常都有物质环绕在黑洞周围，组成一个盘状结构，叫“吸积盘”，吸积盘内的物质围烧黑洞高速旋转，相互之间由于摩擦而发出织热的光芒，释放出包括从无线电波到可见光到X射线波段的连续辐射，吸积盘处于黑洞“视界”的外部，因此发出的辐射可以逃逸到远处被我们探测到。
因此，我们拍摄到的不是黑洞本身，而是利用其边界上的物质发出的辐射勾勒出来的黑洞的轮廓，就像看皮影戏一样。
【热点二】为什么选择银河系中心和M87星系中心的黑洞作为研究对象？
本次首先公布的是星系M87中心黑洞的照片，银河系中的黑洞照片还在数据处理中，据悉，在银河系内，人类已发现了20多颗恒星级质量的黑洞，距离我们仍能最近的3400多光年，但为什么不选择这些相对较近的黑洞进行观测，而非要舍近求远选择26000光年之外的银河系中心的黑洞和5500万光年之外的M87星系中心的黑洞呢？这是因为这些恒星级黑洞的质量大小，直径相对也较小，因此从地球上观测，张角反而不如较远距离的超大质量黑洞大。
计算表明，银河系中心黑洞的视界直径约2400万公里，M87星系中心黑洞的视界直径约390亿公里，看清银河系中心的黑洞，需要53微角秒的角分辨率，看清M87星系中心的黑洞，则需要22微角秒的角分辨率，都落在了事件视界望远镜的观测能力范围内，银河系中心黑洞的视直径比M87星系中心黑润的视直径要大一些。
【热点三】照片是如何拍出来的？
黑洞图像是由“事件视界望远镜（EHT）”项目组织获得的。EHT把地球上的8台射电望远镜组合起来，形成了一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜，照片拍摄于2017年4月，是由事件视界望远镜合作项目在全球使用8台望远镜进行为期5天的观测结果，照片展示了一个中心为黑色得明亮环状结构，其黑色部分是黑洞投下的“阴影”，明亮部分是绕黑洞高速旋转的吸积盘，望远镜接收到的光是5500万年前发出的。天文望远镜获取的数据量非常大，一晚上就能收集到2PB（约2000TB）。如此庞大的数据难以用网络传输，必须装到硬盘里，空运到MIT，约半吨重的硬盘在2017年6月交给了凯蒂·布曼博士和她的机器算法团队。
他们不仅需要整合数据，还需要过滤掉大气温度等因素产生的噪声，并且要精确同步各地望远镜捕获的信号，布曼领导了一系列精心测试，旨在确保EHT获得的黑洞照片不是某种技术故障或侥幸的结果，在某一个测试阶段，需要把合作组织拆分成4个独立的分析团队，各自独立分析数，直到他们绝对确信各自的分析结果，原本预计一年洗好的照片，花了两年时间才让世界看到。
