天文學(xué)史上的一個(gè)重大突破是成功拍攝到黑洞的照片,目前只有兩張真實(shí)的黑洞照片問(wèn)世。第一張于2019年發(fā)布,描繪了距離地球5500萬(wàn)光年的M87星系中心的黑洞,質(zhì)量高達(dá)太陽(yáng)的65億倍;第二張則于2022年公開(kāi),展示了距離地球2.6萬(wàn)光年的銀河系中心黑洞——人馬座A*,質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)的440萬(wàn)倍。這兩張照片均呈現(xiàn)出相似的橘紅色光暈外觀,但實(shí)際上,它們并不是黑洞本身的圖像。

為了拍攝這些照片,天文學(xué)家依賴的是一項(xiàng)名為“事件視界望遠(yuǎn)鏡”的國(guó)際合作項(xiàng)目。這一項(xiàng)目聯(lián)合了地球不同地區(qū)的8個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡,構(gòu)成一個(gè)龐大的射電觀測(cè)陣列,其觀測(cè)面積相當(dāng)于整個(gè)地球的表面積。通過(guò)高靈敏度的射電觀測(cè),天文學(xué)家才能收集到M87星系中心和銀河系中心黑洞周圍吸積盤(pán)的數(shù)據(jù),從中勾勒出黑洞吸積盤(pán)的大致形態(tài),也就是我們看到的那些橘紅色光暈。
需要明確的是,這些黑洞照片實(shí)際上只展示了黑洞吸積盤(pán)的外觀,而非黑洞本身。真正的黑洞隱藏在橘紅色光暈中心,雖然我們無(wú)法直接觀測(cè)到它們,但通過(guò)吸積盤(pán)的形狀,我們能夠大致推斷出這兩顆超大質(zhì)量黑洞的存在和其強(qiáng)大的引力。
盡管這兩張黑洞照片在外觀和大小上相似,但銀河系中心的黑洞(人馬座A*)與M87星系中心的黑洞質(zhì)量和與地球的距離存在明顯的差異。銀河系中心的黑洞質(zhì)量?jī)H為太陽(yáng)質(zhì)量的440萬(wàn)倍,距離地球也較近,僅2.6萬(wàn)光年;而M87星系中心的黑洞質(zhì)量高達(dá)太陽(yáng)的65億倍,距離地球則為5500萬(wàn)光年。兩者之所以在照片上呈現(xiàn)相似的效果,主要是因?yàn)镸87星系中心的黑洞距離地球足夠遠(yuǎn),但質(zhì)量仍然巨大,因此具備了與銀河系中心黑洞相似的外觀特征。

中國(guó)的阿波天文望遠(yuǎn)鏡,通常被稱為中國(guó)天眼,并沒(méi)有參與“事件視界望遠(yuǎn)鏡”的觀測(cè)項(xiàng)目。盡管中國(guó)天眼是世界上口徑最大的射電望遠(yuǎn)鏡,擁有驚人的500米口徑和對(duì)射電信號(hào)的高度靈敏度,但它之所以沒(méi)有被納入該項(xiàng)目并不是因?yàn)榕艛D,而是因?yàn)槠涞乩砦恢谩?/p>
“事件視界望遠(yuǎn)鏡”的各個(gè)望遠(yuǎn)鏡分布在地球邊緣地區(qū),這樣的布局才能確保觀測(cè)面積足夠大。然而,中國(guó)天眼位于世界地圖的中部位置,如果加入該項(xiàng)目,雖然可以增強(qiáng)一部分觀測(cè)能力,但實(shí)際上會(huì)在有效觀測(cè)面積上造成損失。盡管沒(méi)有直接參與,中國(guó)的科學(xué)家們?nèi)匀辉诤诙囱芯恐邪l(fā)揮著重要作用,例如,他們參與了對(duì)已公布照片的數(shù)據(jù)分析,為該項(xiàng)目的成功作出了貢獻(xiàn)。
黑洞是宇宙中的神秘現(xiàn)象,它們引發(fā)了人們無(wú)盡的好奇。在看到銀河系中心黑洞人馬座A*的質(zhì)量后,許多人開(kāi)始擔(dān)心它是否會(huì)不斷吞噬銀河系內(nèi)的恒星。實(shí)際上,太陽(yáng)系是相對(duì)安全的。雖然銀心黑洞是一個(gè)巨大的黑洞,質(zhì)量龐大,但它并不會(huì)無(wú)休止地吞噬周圍的恒星。黑洞的引力范圍理論上可以無(wú)限延伸,但實(shí)際上,只有那些距離黑洞非常接近的物體才會(huì)被吞噬。

因此,我們的太陽(yáng)系將安全無(wú)虞。一旦附近的恒星被黑洞吞噬殆盡,黑洞將趨于穩(wěn)定,然后逐漸失去質(zhì)量,最終在宇宙中蒸發(fā)。黑洞是宇宙中的奇妙現(xiàn)象,令人著迷,但它們并不對(duì)太陽(yáng)系的安全構(gòu)成威脅。黑洞研究的進(jìn)展將不斷揭示它們的奧秘,為我們理解宇宙的本質(zhì)提供更多的線索。