大学生村官申论热点：关于“摄猎”黑洞的八大天问(3)

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⑥本次拍摄所用的“黑洞照相馆”可以给所有黑洞拍照片吗?

科学家之前探测黑洞，是通过探测黑洞周围的吸积盘或者黑洞喷流产生的辐射，来间接地探测黑洞的存在。从理论上讲，任何能够产生辐射的黑洞都是适合拍照的，但受技术限制，我们只能选择拍摄到那些看起来非常大的黑洞，这样才有可能看到黑洞周围的一些细节。

视界望远镜此次观测其实选定了两个目标：一个是我们银河系中心的超大质量黑洞，质量为450万倍的太阳质量，距离地球2.6万光年;另外一个是位于M87星系中心的黑洞，其质量为65亿倍的太阳质量，距离地球5300万光年。

黑洞半径通常以史瓦西半径来描述，与黑洞质量成唯一正比关系，如果我们将视界大小定义为黑洞直径和黑洞距离的比值，那么我们可以知道，银河系中心黑洞的视界大小约为M87中心黑洞视界大小的1.4倍。这是我们知道的最大的两个黑洞，而那些质量只有几十个太阳质量的恒星级黑洞，尽管距离相对比较近，但是因为其质量过小等因素，更难被望远镜捕捉。

⑦既然银河系中心的超大质量黑洞这么大、距离这么近，为什么这一次只发布了更为遥远的M87的照片，而没有银河系中心黑洞的照片呢?

M87中心黑洞附近气体活动比较剧烈，我们之前已经观测到了它所产生的强烈喷流，相较之下，银河系黑洞的活动不那么剧烈。

另外一个很重要的原因是，太阳系处在银河系的银盘上，在我们试图利用视界望远镜探测来自于黑洞周围的辐射或光子的时候，这些光子会受到传播路径上星际气体的影响——气体会散射这些光子，将观测结果模糊化。

M87是一个包含气体很少的椭圆星系，受到的气体干扰相对少很多，科学家们可以比较顺利地进行观测。我们在大气层之内观测天体时也会有类似情况，因为大气扰动的缘故，望远镜的分辨率有时很难达到理想状况。消除星际气体散射的效应是科学家接下来需要克服的一个重要难题。

⑧中国科学家在“黑洞照相馆”中发挥了什么作用?

中国大陆的望远镜并没有直接参与到视界面望远镜的观测当中，最直接的原因在于，中国大陆两个建好的亚毫米波望远镜(一个是位于青海德令哈的13.7米望远镜，另一个是位于西藏的CCOSMA望远镜)不具备相关技术的联网功能。但即使它们可以实现联网，同步观测也无法实现，因为它们正好位于灵敏度非常高的ALMA阵列的背面位置。

广为人知的中国FAST天眼望远镜也没有机会参与到视界面望远镜的观测行列。首先，其工作波段不适宜;其次，其所处环境湿度较大，不适宜。亚毫米波光子很容易被大气中的水蒸气所吸收，视界望远镜都位于海拔比较高而且干燥的地方，比如ALMA望远镜就位于海拔5000多米的沙漠当中。

位于夏威夷的麦克斯韦望远镜是EHT联合观测网络节点之一，有中国科研机构参与其中，为视界望远镜提供了必不可少的观测保障。

部分中国科学家也参与了后期的数据分析和讨论，为世界上第一张黑洞照片做出了贡献。(本文由中科院中国科普博览微信公号与本版共同推出。作者为《黑洞来客》团队成员，其中苟利军为中科院国家天文台研究员、国家天文台恒星级黑洞爆发现象研究创新团组负责人。)