「黑洞!看鏡頭~~3,2,1,好!」 天文學家拍下黑洞的第一張照片。

黑洞,是太空裡重力很強的地方。東西要是太靠近黑洞,就會被吸進去。什麼東西要是進去黑洞的話,就出不來了。就算是「光」──有每秒30萬公里那麼快的速度,也一樣逃不出黑洞的「重力魔掌」。

可是,這樣一種根本不發光,也沒有任何輻射的東西,怎麼幫它拍照片呢?其實,照片上面的不是黑洞,是黑洞的「影子」。很接近黑洞的熱氣體會發出電波,而有些電波被黑洞吸進去,但還有些電波只被黑洞很強的重力稍微扭彎而已,最後還成功地從黑洞身邊溜走了,朝地球前進。

結果,看起來會像什麼呢?天文學家仔細算過:那些被拗彎的電波輻射,會變得像個熱火圈一樣,繞在一個黑黑的「影子」外面,像是一種「剪影」的效果。不過,另外一件事也被計算出來了:如果要想看到那個火圈,必須要火圈裡的那個黑洞非常重才可以。既然這樣,天文學家就先只專心看兩個超大質量黑洞了,兩個離地球不是很遠的黑洞。第一個是銀河系中心的「人馬座A星黑洞」,距離是2萬6千光年。第二個是在M87星系中心的黑洞,距離有5千5百萬光年。

要得到黑洞影子的照片,真是不簡單。首先,需要有一座像地球一樣大的電波望遠鏡!當然,這的確不可能。但換一個方法是,用世界各地的8座電波望遠鏡去拍這張黑洞照片──當然,其中少不了ALMA望遠鏡──當8個望遠鏡全在2017年4月,在約好的同樣時間裡,盯著黑洞看,然後再用超級大電腦把大家觀測到的東西加在一起,這樣一來得到的結果就和用一座「地球一樣大」的望遠鏡能看到的照片一樣清晰又仔細了。

這張M87星系超大黑洞的照片,真是個天文史上重要的里程碑。未來也有可能再做出「人馬座A星黑洞」的照片。或者說,要是有更多望遠鏡加入,甚至放一個望遠鏡在太空的話,黑洞照片還會更加清晰!天文學家還要一直努力,才能好好認識黑洞,搞懂重力到底是怎麼回事。

發現了什麼?

M87 星系是「室女座星系團」裡的一個巨大橢圓星系,距離5,500萬光年。和許多星系一樣,M87星系的中心也有一個超大質量黑洞。黑洞製造了一道細細的,含有高能量的粒子噴流,早在1918年,就有人觀測到那個細長的噴流了。還有,因為黑洞重力超強大,在M87星系的核心那邊的恆星的運動速度也很快。但黑洞本身,一直還從來沒有人見到過。這張新照片,是「黑洞貪吃怪獸」的第一張照片!看到了這張有影子、有光環的圖像,天文學家算出:M87 黑洞質量是太陽的 65億倍。

誰發現的?

黑洞圖像總共有兩百多位科學家共同參與製作。這是一個叫做「事件視界望遠鏡」的計畫,團隊主持人是美國麻州劍橋哈佛-史密松天文物理中心的謝普·道爾曼(Shep Doelemon)和荷蘭奈梅亨拉德堡大學的海諾·法爾克(Heino Falcke)。除了 ALMA以外,這支團隊還用了美國、夏威夷、墨西哥、西班牙、智利、南極的電波望遠鏡。新的研究結果發表在《天文物理期刊通訊》特刊上,總共有六篇論文。

前往 ALMA 網站查詢