銀河系中心超大質(zhì)量黑洞的第一張照片正式公布，這是人類第一次看到我們自己星系中心的超大質(zhì)量黑洞。此次拍攝到銀心黑洞的望遠(yuǎn)鏡仍然是事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT），它曾在3年前拍攝到了人類史上的第一張黑洞照片。

與當(dāng)年的第一張黑洞照片類似，銀心黑洞照片看起來也像是一個“甜甜圈”。紅橙色的圓圈即為黑洞周圍的吸積盤，其中的陰影就是黑洞真身所在。由于黑洞會束縛住光，所以黑洞本身是看不到任何細(xì)節(jié)的。

如何拍攝黑洞？

這樣的黑洞照片可能會令一些人失望，與《星際穿越》中的超大質(zhì)量黑洞看起來相差很多。但事實上，能夠捕捉到銀心超大質(zhì)量黑洞的照片就已經(jīng)是重大突破，為了實現(xiàn)這一步，天文學(xué)家已經(jīng)付出了巨大的努力。

銀心超大質(zhì)量黑洞名為人馬座A*，此前，天文學(xué)家已經(jīng)通過附近繞行恒星的方法，間接探測到了這個黑洞的存在。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，可以推測出人馬座A*的質(zhì)量約為太陽的400萬倍，距離我們2.6萬光年。

根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，人馬座A*的半徑（史瓦西半徑2GM/c^2）估計為1200萬光年。由于黑洞會把光彎曲吞噬掉，我們不可能直接看到黑洞的邊緣（事件視界）。

但由于黑洞憑借極端的引力，可以把附近的物質(zhì)拽過來，并吞噬掉。這些物質(zhì)螺旋掉入黑洞的過程中，劇烈的摩擦效應(yīng)可以釋放出超高的能量，其質(zhì)能轉(zhuǎn)換效率高達(dá)42%（恒星的核聚變只有0.7%），所以活躍的黑洞周圍會產(chǎn)生一個非常明亮的吸積盤。

通過捕捉發(fā)光的吸積盤，就能襯托出中間的黑暗區(qū)域，那就是黑洞所在。從地球上看來，人馬座A*的吸積盤的直徑估計為52微角秒，也就是0.000052角秒，而一角秒只有1/3600度。因此，這是一個極其微小的物體，為了看到它，需要大到超乎想象的天文望遠(yuǎn)鏡。

天文望遠(yuǎn)鏡的分辨率取決于口徑，口徑越大，分辨率越高。但光學(xué)望遠(yuǎn)鏡受限于物理結(jié)構(gòu)，目前在建的最大口徑也只有40米左右。為了觀測到人馬座A*，需要口徑巨大的射電望遠(yuǎn)鏡。

這不但是因為射電望遠(yuǎn)鏡的口徑可以做到非常大，單口徑可達(dá)幾百米，而且波長較長的無線電波，更容易穿透銀河系中的濃厚星際塵埃。由于星際塵埃的阻擋，我們無法在可見光看到極為明亮的銀心，不然夜空看起來將會比現(xiàn)在亮很多。

雖然射電望遠(yuǎn)鏡的口徑很大，但由于觀測波長相比長了很多，這其實會讓分辨率下降。為了提升射電望遠(yuǎn)鏡的觀測能力，需要利用干涉技術(shù)，讓相隔遙遠(yuǎn)的射電望遠(yuǎn)鏡組成觀測陣列，這樣可以得到一個尺寸巨大的虛擬射電望遠(yuǎn)鏡。

事件視界望遠(yuǎn)鏡利用位于全球的8臺射電望遠(yuǎn)鏡，包括位于南極點(diǎn)的南極望遠(yuǎn)鏡，位于北極的格陵蘭望遠(yuǎn)鏡，位于南美洲的阿卡塔瑪大型毫米/亞毫米陣列。通過甚長基線干涉儀（VLBI）技術(shù)，可以得到一臺口徑達(dá)到1.2萬公里（相當(dāng)于地球直徑）的虛擬望遠(yuǎn)鏡，這就是事件視界望遠(yuǎn)鏡。

即便是強(qiáng)大如事件視界望遠(yuǎn)鏡，也只能捕捉到銀心超大質(zhì)量黑洞的基本面貌，更多的細(xì)節(jié)仍然不可見，與我們通常看到的模擬黑洞照片還差得很多。但就目前人類的技術(shù)，能夠直接捕捉到黑洞已經(jīng)相當(dāng)不容易了。要知道，廣義相對論預(yù)言黑洞存在100多年之后，天文學(xué)家才第一次直接捕捉到黑洞照片。

為什么不用中國天眼（FAST）觀測黑洞？

我們知道，中國天眼（FAST）是目前全世界單口徑最大的射電望遠(yuǎn)鏡，直徑可達(dá)500米，擁有無與倫比的靈敏度。盡管中國天眼非常強(qiáng)大，但為什么沒被用來觀測黑洞呢？

中國天眼確實也是射電望遠(yuǎn)鏡，觀測的也是無線電波，但波長范圍較長，在1分米至4米之間。而用于觀測黑洞的射電望遠(yuǎn)鏡需要更短的波長，最短只有1.3毫米，波長越短才能有足夠高的分辨率。中國天眼不是被設(shè)計用于黑洞，它有自己的觀測目標(biāo)，包括脈沖星、快速射電暴、外星文明信號。

另一方面，為了得到一臺口徑巨大的事件視界望遠(yuǎn)鏡，幾臺望遠(yuǎn)鏡需要同時對銀心黑洞進(jìn)行觀測，中國天眼處在東半球，而且方向是固定的，無法轉(zhuǎn)向，與另外幾臺射電望遠(yuǎn)鏡無法協(xié)調(diào)觀測，白天黑夜互相顛倒。

雖然中國天眼沒有參與黑洞觀測，但我國的天文學(xué)家參與了黑洞的觀測和處理，所以無論是銀心超大質(zhì)量黑洞照片，還是更早之前的M87星系超大質(zhì)量黑洞照片，都有我國天文學(xué)家的一份貢獻(xiàn)。未來，我國計劃建造亞毫米波射電望遠(yuǎn)鏡，有望參與銀心黑洞的聯(lián)合觀測。

銀心超大質(zhì)量黑洞會吞噬銀河系嗎？

銀心超大質(zhì)量黑洞質(zhì)量巨大，相當(dāng)于太陽的400萬倍，它的極端引力不斷把周圍的物質(zhì)拽向深淵。根據(jù)廣義相對論，黑洞的質(zhì)量越大，直徑也會越大。這意味著隨著黑洞不斷吞噬物質(zhì)，它也會變得越來越大。那么，未來有一天，人馬座A*會不會吞噬掉整個銀河系呢？

雖然人馬座A*很大，但它的影響范圍非常有限。因為整個銀河系非常大，銀河系總質(zhì)量為太陽的1萬億倍，這相當(dāng)于人馬座A*的25萬倍。人馬座A*對地球施加的引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于太陽對地球施加的引力，所以地球才會繞著地球轉(zhuǎn)動，而不會被人馬座A*吸引過去。

雖然太陽以及另外上千億顆恒星都在繞著銀心轉(zhuǎn)動，但這并不是因為人馬座A*的引力作用，而是整個銀河系共同引力作用的結(jié)果。銀河系的共同質(zhì)心所在之處被定義為銀心，而人馬座A*恰巧處在銀心。

當(dāng)然，人馬座A*處在銀心中并非偶然，因為幾乎所有的星系中心都有一個超大質(zhì)量黑洞，必然有某種機(jī)制讓星系中心出現(xiàn)一個巨大的黑洞，只是目前還不清楚究竟是什么原因。

未來，人馬座A*不會吞噬掉整個銀河系，它只會吞噬掉附近有限范圍內(nèi)的物質(zhì)。待到那些物質(zhì)消耗殆盡，人馬座A*也會隨之趨于平靜。如果沒有繼續(xù)吞噬物質(zhì)，人馬座A*將會自發(fā)變小，因為黑洞存在霍金輻射，本身會不斷損失質(zhì)量，經(jīng)過漫長時間之后，黑洞將會從宇宙中蒸發(fā)殆盡。