参考来源： http://www.eso.org/public/usa/outreach/first-picture-of-a-black-hole/blog/?lang
先前的文章提过，天文学家正在努力拍摄银河系中心超大质量黑洞的「第一张照片」。这项史无前例的壮举十分大胆！黑洞究竟是什么呢？
黑洞堪称宇宙中最奇特迷人的天体。它们基本上违反了常理，大量物质被压缩在一个极小的区域内，产生了极强的引力。黑洞外面环绕着事件视界，如同黑洞的边界区域。任何进入这一边界的东西，包括光，都无法逃脱黑洞的强大引力。
请参阅这张黑洞剖面的简化示意图：
图片版权：ESO，ESA /哈勃望远镜，M·科恩梅瑟/ N. 巴特曼
由于连光都无法逃离黑洞，我们无法直接观测到它们。黑洞强大的引力效应会偶尔「暴露」其隐藏位置。例如，黑洞周围经常有恒星和气体在极近的轨道上运动，当它们越接近事件视界，它们运动轨道的间距就变得越来越紧密，表现得好像被某种东西附身似的越来越疯狂。这最终在黑洞周围形成了一个炙热的吸积盘，发出不同波长的辐射。
通过观测黑洞周围的辐射，天文学家将其分为两类：恒星质量黑洞和超大质量黑洞。
恒星质量黑洞是质量超过太阳 30 倍的恒星遗骸。这种恒星在其寿命的末期会剧烈且持续地向中心坍缩，直到恒星的所有物质压缩到一个无法想象的小空间中。恒星质量黑洞最常出现在 X 射线双星系统中，在这些系统中，黑洞会从伴星上毫无怜悯地吸取物质。请参阅下图：
插图示意 X 射线双星系统中形成的恒星质量黑洞。来源：ESO/L. 卡尔萨达/M. 科恩梅瑟
第二种黑洞是超大质量黑洞，其质量甚至比普通的恒星大了几十亿倍，目前还不清楚它们是如何达到如此巨大尺寸的，但这正在研究中。一种理论认为，超大质量黑洞是在星系最初形成时，由巨大的物质云坍缩形成的；另一种理论认为，恒星质量黑洞彼此碰撞后，可以合并成巨大的天体。
如今，几乎每个星系的中心都居住着超大质量黑洞，我们的银河系也不例外。这些黑洞对它们所在的星系有很大影响，尤其是在黑洞吞噬气体和恒星时。
插图示意图描绘了一个气体云在接近银河系中心黑洞后的景象。图中用蓝色线条表示了一些环绕着黑洞的恒星轨道，这些恒星轨道不仅运动速度快，而且轨道之间的间距也非常接近。来源：ESO/MPE/马克·施海特曼
我们银河系的超大质量黑洞被称为人马座 A (通常缩写为 Sgr A)，它距离地球 26，000 光年，位于炽热而活跃的银河系中心。其质量是太阳的 400 万倍，估计直径超过 2000 万公里，并高速旋转。由于这个超大质量黑洞被致密的气体和尘埃云覆盖，因此很难用可见光望远镜观测到它。从不同的波长范围对其进行观测非常重要，需要使用长波段 ALMA 或较短波长的 X 射线望远镜来研究这个天体的性质。
不久后，我们将能够利用 ALMA 与全球各地众多的毫米波望远镜联合观测的结果对银河系中心有更深入的了解。全球毫米波甚长基线干涉阵列 (GMVA) 目前正在研究气体、尘埃和其他物质如何吸积到超大质量黑洞中，以及从黑洞喷发出的高速气体喷流产生的原因。事件视界望远镜 (EHT) 将为事件视界（又称不归路）的阴影拍照！
下一篇文章我们将介绍：为什么许多人对黑洞的事件视界如此着迷？
下次见。
本文转载自中研院天闻网