巨大的黑洞位于银河系的中心

从阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列观察到的银河系及其中心黑洞的位置

天文学家在银河系中心捕捉到了第一张巨大黑洞的图像，为宇宙巨星的存在提供了第一个直接证据。

射手座 A* 位于 26,000 光年之外，是时空中的巨大撕裂，是我们太阳质量的 400 万倍，直径为 4000 万英里（6000 万公里）。该图像由事件视界望远镜 (EHT) 拍摄，该望远镜由分布在世界各地的八台同步射电望远镜组成。

由于即使是光也无法逃脱黑洞强大的引力，除了一圈模糊、扭曲的光环的轮廓外，不可能看到人马座 A* 本身。这个光环来自过热、发光的物质，它以接近光速的速度在宇宙怪物的嘴周围旋转。一旦缓慢剥离和切碎的等离子体跃过黑洞的悬崖或事件视界，它就会永远消失在里面。

长期以来，科学家们一直认为，一个巨大的超大质量黑洞必须潜伏在我们银河系的中心，它的引力将银河系的尘埃、气体、恒星和行星束缚在一个松散的轨道上，并导致附近的恒星迅速围绕它旋转。这一新的观察表明，光在扭曲时空的庞然大物周围弯曲，使他们的怀疑毫无疑问。

爱因斯坦的广义相对论描述了大质量物体如何扭曲宇宙的结构，称为时空。爱因斯坦发现，引力不是由看不见的力产生的，而只是我们在物质和能量存在下时空弯曲和扭曲的经验。黑洞是空间中的点，这种扭曲效应变得如此强烈，以至于爱因斯坦的方程被打破，不仅导致附近的所有物质，而且导致附近的所有光都被吸入其中。

事件视界望远镜捕捉到了位于银河系中心的超大质量黑洞人马座 A* 的第一张图像

要建造一个黑洞，你必须从一颗大恒星开始——它的质量大约是太阳的 5 到 10 倍。随着较大的恒星接近其生命的尽头，它们开始在其燃烧的核心内融合越来越重的元素，例如硅或镁。但是，一旦这种融合过程开始形成铁，这颗恒星就走上了暴力自我毁灭的道路。铁吸收的能量比它释放的能量多，导致恒星失去抵抗由其巨大质量产生的巨大引力的能力。它自己塌陷，首先将其核心，然后将所有靠近它的物质打包成一个无限小尺寸和无限密度的点——一个奇点. 这颗恒星变成了一个黑洞，在称为事件视界的边界之外，没有任何东西——甚至是光——都无法逃脱它的引力。

尽管对早期宇宙的观察表明，黑洞究竟是如何成长为超大质量的，对科学家来说仍然是一个谜，但它们可以通过吞噬稠密的气体云并与其他黑洞合并来膨胀到巨大的尺寸。

早在 2017 年，EHT 就在 M87 星系中心的另一个超大质量黑洞的图像旁边拍摄了这张图像。据 Live Science 此前报道，M87 黑洞的图像于 2019 年发布，但又花了两年时间在银河一号准备好之前进行数据分析。

延迟背后的部分原因是两个超大质量黑洞的大小截然不同，这反过来又影响了它们的等离子体云围绕其中心旋转的速度。M87 黑洞 (M87*) 大约是人马座 A* 的一千倍，其重量是我们太阳质量的 65 亿倍，令人瞠目结舌，其炽热的等离子体需要数天甚至数周的时间才能绕其运行。相比之下，人马座 A* 的等离子体可以在短短几分钟内绕过它。

由于地球位于银河系边缘，成像过程变得更具挑战性，这意味着研究人员必须使用超级计算机来滤除散布在我们和人马座 A* 之间的无数恒星、气体和尘埃云的干扰。最终结果是一张看起来与 2019 年 M87* 快照非常相似的图像，尽管这两个黑洞本身的规模大不相同。研究人员将此归因于爱因斯坦广义相对论方程的惊人和持续准确性。

对图像的详细分析已经使科学家们能够对我们黑洞的性质进行一些有趣的观察。首先，它很不稳定，与银盘的其余部分成 30 度角。它似乎也处于休眠状态，这使得它不像 M87* 等其他黑洞，后者从附近的气体云或恒星中吸收燃烧的热物质，然后以接近光速将其弹回太空。

科学家们将对这张图像和 M87* 的图像进行进一步分析，同时捕捉新的和改进的图像。更多的图像不仅可以更好地比较黑洞，还可以提供更好的细节，让科学家能够看到相同的黑洞如何随时间变化以及它们的视界周围发生了什么。这不仅可以让我们更好地了解我们的宇宙是如何形成的，而且还有助于寻找关于爱因斯坦方程在哪里可以让位于未被发现的物理学的线索。