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(原创)神秘“黑洞”终现身！首张黑洞照片面世
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作者：桂思奇、王国燕
编辑：Yuki
今天，是一个具有特殊意义的日子，就在刚才，我们见证了人类历史上第一张黑洞的照片——来自M87星系。
这个潜伏在宇宙中施展“吸星大法”的“宇宙怪兽”，终于将它的真实风采展现给世人！
这次的黑洞照片由EHT项目和中国科学院共同发布，这是国际天文学家门共同协作完成的一个重大成就，也是一个令全球瞩目的重大成果。比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿六地以英语、西班牙语、汉语和日语四种语言进行了同步直播。
加入黑洞观测计划的各国天文望远镜。图片来源：北京时间
为什们说这是轰动世界的大事件呢？
因为在此之前，黑洞的模样一直都只停留在人们的猜想和推测中，虽然科学家们曾经描绘过许多关于黑洞的想象图，但没人见过真正的黑洞长什么样。
今年2月，法国梅东的巴黎天文台的 Jean-Pierre Lumine，发布了一份黑洞成像历史,为人们展示了各种黑洞的模拟图[1]。
1979年，巴黎天文台的Jean-Pierre Lumine手绘黑洞图像。图片来源：Science| J.-P. LUMINET
利用计算机模拟出的一个非旋转黑洞及其吸积盘不同角度样貌的图像。图片来源：Science| J. A. MARCK/J.-P. LUMINET
电影《星际穿越》中的黑洞。图片来源：Science| AF ARCHIVE/ALAMY STOCK PHOTO
人们对黑洞形象的猜想大多与种模拟图及科幻片中的一致：它是一个能够吞噬其他物质和光芒的，黑暗而深邃的“无底洞”。
黑洞是怎样形成的？
其实，黑洞并不是生来就是“宇宙怪兽”。
黑洞可以按照质量分为恒星级黑洞(质量一般是几倍或者十几倍于太阳的质量)， 中等质量黑洞(质量是数百到数十万倍于太阳质量)和超大质量黑洞(其质量超过数十万倍太阳质量)。
这次M87星系中心“看”到的就是这样一个超大质量黑洞，一般认为每个典型的大质量星系中心都会有一个这样的超大质量黑洞。超大质量黑洞也许是恒星级黑洞在宇宙的漫长岁月里通过吞噬周围物质或者通过相互并合长大的，具体机制我们仍然不是非常清楚。
而恒星级黑洞则是由是恒星演化而来的：
在恒星的一生中,总有两种不同的力量在相互抗衡：自身的引力向内施压,而内部热核聚变反应所产生的能量则向外抵抗力。当这两种力量不分伯仲的时候,恒星就处于较为稳定的状态。
但恒星内部用于热核聚变的燃料终有一天要用尽，当这一天来临时，两股力量的悬殊就会显现出来：一旦恒星自身的引力占了上风，恒星就无可避免的向内坍缩，并且引力的作用会越来越剧烈。随着恒星的物质变得越来越致密，它的逃逸速度也就越来越大。
当恒星致密到逃逸速度大于光速时，一个恒星级黑洞就形成了！此时，即便是宇宙间运动速度最快的物质——光，也无法逃离黑洞了。
黑洞和各种星体的循环演变图。图片来源：腾讯网
人类如何“看到”黑洞？
霍金在生前有一个说法，黑洞是无法被人类直接进行观测的，这是因为任何进入黑洞边界的物质和光都无法再逃出。这个无法再逃逸的边界被成为事件视界。但是，在事件视界之外，周围气体被黑洞强大的引力所拉拽，形成一个炽热的吸积盘，有时还伴有喷流。
吸积盘本质上是黑洞利用其强大的引力，拉扯周围的气体形成的炽热气体盘(因为角动量守恒)。吸积盘会放出各种不同“颜色”(频率)的辐射，帮助我们间接观测黑洞[2]。
黑洞积吸盘科幻图。图片来源：搜狐网
“积吸盘”还经常会在临近黑洞的地方产生定向、狭长、高速的“宇宙火柱”——“喷流”。
黑洞“喷流”科幻图。图片来源：腾讯网
通过观测吸积盘或喷流的电磁辐射(比如EHT就是通过观测毫米波段的电磁辐射，给超大质量黑洞拍照)，天文学家便可以勾勒出黑洞的面貌。日本国立天文台就曾成功测量到“喷流”的根部直径，从而弄清喷流机制和绘制黑洞图像[2]。
“事件视界望远镜”（EHT）强强联合为黑洞拍照
早在2006年，天文学家已经开始了对为超大质量黑洞拍照：
超大质量黑洞虽然质量很大，但是尺寸很小(对于银河系中心的超大质量黑洞，质量是4百万倍太阳质量；半径只有太阳的17倍)，离我们地球很远，拍照的难度很大(相当于从中国看清楚位于美国的一颗瓜子)，因此只有组建口径为地球大小的望远镜才能看清楚。
到了2012年，天文学家在美国亚利桑那州举行了首次国际会议，协调全球各地的大型天文望远镜，对M87星系进行观测，捕捉黑洞周围气体发出的电磁信号——这个项目被称为“事件视界望远镜”（EHT）。
事界望远镜地理位置简图。图片来源：sciencemag
天文学家们利用“甚长基线干涉技术”(VLBI)，通过协调全球8个射电天文台的望远镜，甚至位于南极的望远镜SPT也加入进来，构建了一个口径等同于地球直径的——“虚拟”望远镜，接收来自超大质量黑洞周围的波长为毫米的光子，积累了海量的数据(数个PB；一个PB是1000TB，一百万GB)。
SPT南极望远镜。图片来源：科学世界
目前，EHT大约由全球12个国家的30所大学和科研机构组成，中国的中科院上海天文台也是该项目的合作单位[3]。
通过对来自八个望远镜数据的合并和详细分析，并与计算机模拟结果进行比对等复杂“照片冲洗”过程，天文学家最终得到了黑洞的图像。
就在今天，事件视界望远镜（EHT）终于将这一伟大成果，展示给了公众！
而这也将成为人类天文史上一个无比珍贵的记忆，被世人铭记。
引用（来自网络）：
[1]Here’s what scientists think a black hole looks like https://www.sciencemag.org/news/2019/04/here-s-what-scientists-think-black-hole-looks
[2]科学家成功测定“宇宙火柱”黑洞喷流
http://tech.qq.com/a/20120929/000101.htm
[3]天文学家将于4月10日公布重大消息：他们发现了什么？http://tech.zhejianglong.com/a/2019/0404/17315.html
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感谢中国科大天文系薛永泉教授、孙谋远博后两专业人士的审核把关。
作者作者现身！
说出来可能没人会相信，但是我却是激动到流出了眼泪。对未知事物的追求和探索，是一直支持我前进的动力。人的一生太短暂，能让我们探寻的秘密又太多。希望可以永生
想起那个著名的眼睛：I SEE YOU
离M78星云近吗？
想当年，我差300分就能考上清华大学的天体物理专业
霍金老先生要是看到这个新闻该有多开心啊
桂思奇好美。作者小姐姐！
所以真的有奥特曼咯？
怎么不用华为p30拍
黑洞的背面是另一个镜面世界吗？
我猜VLBI的前两个字母就是very long吧
原来是个大胖甜甜圈！
科学家就连宇宙空间中真实存在的宇宙暗能量暗物质即气功状态中所接收到的宇宙能量流的物理特性及其开发和利用都无法研究，就更无法揭开宇宙科学之谜了作者气功之谜可能不行，但宇宙之谜科学家能逐渐解一解。
科技传播与科技政策播系，25系，超级棒！
桂思琪和王国艳都好漂亮啊
作者你眼光很好！
索伦之眼
表白思奇小姐姐。
原来你真的是个洞
现场发布会有点潦草，画质和音质也全损，希望下次这么重大的事情能搞好一点，正儿八经的给人科技感
表白思奇小姐姐～(￣▽￣～)~有才
这么优秀的小姐姐居然也这么美呜呜呜我酸了💜💜
M78有奥特曼吗。
柴郡猫是你吗
看到了，原来如此模样，不是黑乎乎一片
不要回答！不要回答！不要回答！
作者梗太老了
中国科大科技传播与科技政策系棒棒的
看到最后的作者名片之后，果断留言了。引力太强
要是霍金巨佬能看到这个就好了。
中间是生活，旁边被吸的是我
科学界的无国界合作令人感动
人类又前进了一步。
所以真的有这个 科技传播与科技政策播系？
作者超级厉害的中国科技大学了解一下？
不在前排了，不知道还能不能挤进去 思奇小姐姐和王老师也太美了吧
我以为科学家都是老头老太太的原来还有美女呀 说正经的黑洞里藏着什么？人进去了还能活着吗？听说是穿越到了另外一个时空，假如真的还活着又到了另外一个时空，水源和食物不充足，还不得饿死！！！最主要的是另外一个时空没有人类可以吃的和住的地方，水土不服，无法好好工作呀？ 万一遇到了外星人，语言又不通，万一这么巧遇到了长得跟人一样的生物，语言能通吗？吃的一样吗？能回去做客吗？做客还能活着回来吗？ 啊…好恐怖！好惨啊…还是家里好…好吃好睡，安全
魔多，索伦之眼👀
里程碑式的眺望！
和艺术图很接近了！
正在看直播，真快
表白思奇小姐姐
作者我也表白了
被黑洞吸进去的东西去哪儿了，请小编回复
作者等科学家们研究
早在2006年，天文学家已经开始了对为超大质量黑洞拍照： 多字儿了？
作者感谢捉虫，应该是“开始对超大质量黑洞拍照”
桂思奇小鸽子好棒❤️❤️❤️
思奇seeky ！真的爱你😍
我报名去黑洞一日游
比起照片，我更想知道它究竟是几维的
桂思奇后援团来了，我要上去，让小姐姐看到我
steed神预测
和之前预测的模拟图还是相似的
给庞加莱、爱因斯坦。。。跪了
不太懂射电望远镜的工作原理，5500万光年远的黑洞影像到地球的照片不需要时间间隔吗？要的话是多少时间呢？不是5500万光年吗？本文有有关内容，但是没看懂！求科普！谢谢文章作者！
对未知的探索，对自然的敬畏，是人类的终极信仰与永无止境的追求。
这必须得Muse的《Supermassive Black Hole》当BGM啊！
不服楼上的，王国燕也很美
【酷炫】
科学的有趣与传播有赖于其可视化
网友齐呼——甜甜圈
在科学发现面前、全人类都变得像个孩子似的、欢呼雀跃!
厉害了，我的桂～
为思奇打疯狂打call
来迟了，楼上的挤一挤
科学界的盛事！！！
没看见吗？去年他们ETH开会的合影就已经有这张照片了啊！
https://blog.sciencenet.cn/blog-781471-1172855.html
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