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原创光无法使我们看到黑洞，那到底是谁帮助我们看到第一张黑洞照片？

来源：爱乐趣网时间：2020年05月02日 00:42

原标题：光无法使我们看到黑洞，那到底是谁帮助我们看到第一张黑洞照片？

由事件视界望远镜拍摄的黑洞图片令人叹为观止，同时它也使人们感到困惑和不解。这并不奇怪：黑洞与人类所见识过的事物不同，它展现了极端物理条件的影响，这是我们在地球上前所未见的。我们通过一些手段就能更好的了解黑洞，了解黑洞是什么，黑洞在哪里，进而这张图片也会变得更有意义。

这是黑洞所在的M87星系。M87星系位于室女座，即使在晴朗的黑夜通过一架很好的双筒望远镜观察也是模糊不清的（这个视图来自智利的超大望远镜：由ESO超大望远镜捕获的M87)。

从这张图片中很难看出来，但实际上M87是一个巨大的星系，它有着银河系的200倍大，而银河系本身已经是一个相当庞大的星系。你会注意到一个有趣的现象，一个酷似喷射飞机的物体向着右上方喷射出星系。那是星系中心存在超大活跃黑洞的标志之一。这是美国宇航局Chandra X-射线天文台拍摄的X-射线图，其中放大了星系的中心区域。

可见光和x-射线不足以形成清晰到可识别M87黑洞周围环境的图片。要做到这一点，你需要借助无线电波。同时，还需要理论模型来了解所观察到的内容。下图是一个展示更靠近黑洞区域的状况的模型（接下来的两张照片来自欧洲南方天文台的一位伟大的解说者)。

现在你可以感觉到黑洞周围正在发生什么。黑洞并不是孤立存在着的。气体流向孔洞中，沉入旋转的圆盘中并加热到数百万度。一些气体喷射到垂直于圆盘的“喷气机”中。圆盘的辐射、运动和磁性以某种方式高速地将物质射入这些“喷气机”中。没有人确切知道这个过程是如何运作的；这也是天文学家们如此渴望得到黑洞图片的原因之一。让我们将其继续放大：

放大完成！这个有着太阳65亿倍大的黑洞是推动M87及其周围所有骚动的引擎。天文学家通过测量它对周围恒星的引力来给它称重。如果天文学家们得到黑洞的图片，他们也可以通过观察它的大小来衡量它的质量。在由事件视界望远镜拍摄的图片中我们可以看到黑洞横跨250亿英里（冥王星围绕太阳轨道宽度的三倍多一点）。这样大小的黑洞质量为65亿个太阳。

令人称奇的是两种测量方法得出的结果极为一致。

从这张图像可以看出黑洞本身是一片漆黑的。正如你所说，我们没有办法孤立地看待黑洞，因为（实际上）没有辐射可以逃脱它。但重点是：黑洞被辐射覆盖。这就好像一个小偷穿着一身黑色来避免被人发觉，但最终却在一个白天穿过刚刚飘落的白雪中，给我们留下一个影子和轮廓。

上图是一个用来演示黑洞不同组成部分的示意图。如果你站在那儿你所能看到的和这个图并不完全一致，原因在于：

黑洞的极端引力使得周围的光发生扭曲，造成复杂的变形。

由于引力的放大作用，黑洞的轮廓变成事件视界本身的数倍大小。

周围气体的辐射扭曲成环状。

气体在黑洞周围飞速流窜。向我们迎面而来的气体会比向相反方向流动的气体亮的多。

最终你看到的黑洞和上图中显示的角度不同。在M87的例子中，我们几乎是与黑洞正面相迎，“喷气机”指向我们（偏离17度）。这些模拟显示了不同角度下黑洞外观的不同。