黑洞将它的秘密紧紧捂在怀里。他们把投入怀中的所有都牢牢禁锢住。即使是光,也无法逾越黑洞的引力牢笼。这样来看,黑洞理应是看不见的——因此拍下它的照片也是不可能的。不过,在2019年,天文学家们发布第一张黑洞图像,并且大张旗鼓地进行了宣传。之后,在2022年春天,天文学家公布了另一张黑洞照片——这次是在我们银河系中心的黑洞。
这张照片展示了一个橙色的类似甜甜圈的斑点,看起来与早先在梅西耶87星系中心拍摄到的黑洞非常相似。但实际上,银河系的人马座A*中的黑洞比梅西耶87的黑洞要小得多,而且更难看到,因为它需要透过银河系的朦胧圆盘进行观测。因此,尽管天文学家们对银河系中心黑洞的观测是与对梅西耶87星系的黑洞是同一时间开始进行的,但是我们还是多花了三年的时间才绘制出这幅图像。
这个项目需要数百名天文学家、工程师和计算机科学家的国际合作,并开发复杂的计算机算法,从原始数据中拼出图像。黑洞,被定义为一个被称为事件视界内的空间区域,而这些“照片”显然并没有直接展示出黑洞样貌。这些照片实际上记录了围绕黑洞高速旋转的扁平热等离子体,这一部分也被称为吸积盘。等离子体由高能带电粒子组成。当等离子体在黑洞周围旋转时,加速粒子发射出无线电波。
图像中模糊的橙色环是由分散在地球各地的8台望远镜(统称为事件视界望远镜(Event Horizon Telescope, EHT))捕捉到的无线电波精心重建而成的。天文学家通过一种称为干涉测量的技术拍下了人马座A*的黑洞图像。干涉测量的技术是采用位于世界各地的8台望远镜收集黑洞发出的电磁波,并对收集到的信号进行比较。
如果两个地点收集到的波是“同相”的,意思是波的峰值相互对齐,那么这两个波就会加在一起,在图像上形成一个亮点。另一方面,如果波的相位不一致,即一个波的波峰与另一个波的波谷对齐,那么波就会相互抵消,在图像中产生一个黑点。这些望远镜一起工作,能够收集到比任何一台望远镜都要详细的数据。