首幅M87星系黑洞照片公布后 科學家將再聚焦銀河系中心黑洞

　　舉世矚目的黑洞照片已經公布，這張紅遍全球的圖像透露出哪些信息，未來天文學家還將會給我們帶來什么樣的驚喜?帶著這些問題，科技日報記者日前采訪了法國國家科學研究院(CNRS)兩位資深專家，詳細解讀黑洞照片背后的故事。

　　接受采訪的兩位“大咖”，一位是巴黎綜合理工學院教授、CNRS 主任研究員馬休·德諾華，他在 Leprince-Ringuet 實驗室從事高能伽瑪天文學研究，在巴黎綜合理工學院講授高能天文學、量子力學等課程，是 2018 年 CNRS 銀獎獲得者;另一位是 CNRS 主任研究員娜塔莉·德呂埃勒，她在巴黎狄德羅大學宇宙學實驗室從事引力波和宇宙學問題研究，曾于巴黎綜合理工學院、巴黎高等師范大學講授廣義相對論，著有《現代物理學的相對論》《引力波》等書籍。

　　為黑洞拍照是一項創舉

　　德諾華對記者表示，給黑洞拍照首先是一項技術創舉，通過將干涉技術(VLBI)與位于全球的望遠鏡相結合，創造了一個巨大的“虛擬”望遠鏡，使角度分辨率達到前所未有的 20 微弧秒。這相當于從一萬公里外看到一毫米的物體，或者更形象的說，相當于從地面看到月球上的高爾夫球。

　　其次，取得黑洞照片是一項基礎性科學成果。多年來，已經有很多非常有說服力的證據證明黑洞的存在，特別是近年檢測到引力波，不僅證實了廣義相對論的預測，同時還證實了“中間”質量黑洞的存在(質量約為數十個太陽)。但在此前的研究中，我們從未“看到”過黑洞。

　　這張“照片”是黑洞的第一張真實圖像，或者說是黑洞周圍環境的直接圖像：我們可以看到圍繞黑洞轉動的光線——可能是黑洞周圍的等離子體產生的。這是黑洞照片最重要的一個發現，類似于首次觀測脈沖星一樣，它開辟了一個新的觀測途徑。

　　歷盡艱辛，但還有很長的路要走

　　德呂埃勒認為，“事件視界望遠鏡(EHT)”項目取得的成就是一項非常重要的科學成果，為愛因斯坦廣義相對論提供了新的驗證。它證明了人類可以觀測到靠近黑洞視界的物質運動，在精度達到一定程度后，將可以借此了解黑洞的引力場，并能夠探究現實中的黑洞是否符合愛因斯坦廣義相對論的預測。但要實現如此高的精度還有很長一段路要走。目前，這張照片證實了黑洞的質量，但還不足以確定其轉速。此外，它雖然與廣義相對論“兼容”，但由于其不夠精確，同時也能夠與其他競爭模型兼容。

　　德諾華指出，EHT 的工作還沒有完全完成，下一步它將把鏡頭對準銀河系中心的人馬座A*。銀河系中心的黑洞比 M87 星系中心黑洞更輕、更小，其周圍的光線環繞一周可能只需要數十秒，而 M87 星系黑洞周圍光線環繞一周則需要數小時。這將導致圖像會發生更多的變化，從而需要進行“動態”分析。此外，EHT 還需要對黑洞做更細致研究，包括測量黑洞旋轉速度，觀察吸積過程物質如何落入黑洞，從其他方面檢驗廣義相對論，觀察等離子噴射等。此后，EHT 還可能將目標轉向其他黑洞，也將有更多天文臺加入，以進一步提升觀測能力。

　　還有更多未知等待探索

　　在問及除 EHT 之外，未來還有哪些重大天文項目和目標時，德諾華表示，為了更進一步提升觀測黑洞的精度，未來有兩個途徑可以提高角度分辨率：一是使用更小波長的電磁波，由于其頻率更高，需要進一步加強各觀測站的同步能力;二是增加望遠鏡陣列距離，EHT 已經充分利用地表距離，下一步需要將射電望遠鏡送入太空來增加望遠鏡之間的距離。而這些工作將需要在 EHT 之外建立更多國際合作。

　　德呂埃勒對此表示，美國激光干涉引力波天文臺(LIGO)和歐洲處女座引力波天文臺(VIRGO)探測到黑洞合并過程的引力波具有重要意義，它開創了人類通過引力波來探索宇宙的新路徑，而不僅僅是依靠光(以及宇宙射線、中微子等)。德呂埃勒期待日本 KAGRA 低溫引力波探測器盡早投入使用，加入到 LIGO-VIRGO 正在進行的觀測項目。另外，她還期待 LISA 空間引力波探測器盡快發射升空，它將允許我們借助引力波“看到”銀河系中心的超大質量黑洞。在相關的另外一個領域，德呂埃勒認為，國際線性對撞機(ILC)如能修建，將可能揭示神秘的暗物質和暗能量。

　　兩位專家都表示，目前還有許多其他大型研究項目，包括光學天文學(建設超大望遠鏡)、無線電、X射線、伽馬射線、中微子、引力波等等。隨著科研人員的不懈努力，相信未來將有更多世界級重大發現，引領我們一步步探索自身所處的神秘宇宙。
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