【黑洞首張照片】如何「拍攝」及「沖曬」？　一文看懂天文大發現

人類首張黑洞相片周三（10日）晚上揭曉。全球約200名科學家合作的「事件視界望遠鏡」（EHT）計劃，在多個地方舉行記者會，6個城市包括台北、東京等同步直播。
但究竟什麼是黑洞？如何拍攝黑洞？這張照片又為何要花費2年時間「沖曬」？以下便是有關這次天文界盛事的小知識。

什麼是黑洞？

科學家認為黑洞是宇宙中最神秘的天體之一，是擁有強大引力的物體，其周圍形成一個引力場，在一定範圍內，連光線都無法逃脫。根據理論推算，在銀河系中，恒星量級的黑洞就有上千萬個。

科學家會根據質量把宇宙中的黑洞分成3類，包括恒星級質量黑洞（質量是太陽的幾十倍至上百倍）、超大質量黑洞（質量是太陽的幾百萬倍甚至以上）和中等質量黑洞（質量介於兩者之間）。

這次是「拍攝」哪個黑洞？

這次科學家拍攝的目標有兩個黑洞，均屬於超大質量黑洞，其中一個是黑洞「人馬座A*」（Sagittarius A*），質量估計是太陽的400萬倍，它與地球的距離，達到約2.6萬光年。另一個是「M87」星系黑洞，與地球距離更是達到約5400萬光年。

由於黑洞與地球相距極遠，故此科學家形容，相當於在地球拍攝月球上的一個橙，需要有極大型的望遠鏡才能觀測。

如何「拍攝」黑洞？

黑洞自身不發光，難以直接觀測，故此這次科學家所「拍攝」的，其實是黑洞的「陰影」。這是由於黑洞的引力會吸聚物質到它附近，使它周圍通常都有一個吸積盤（Accretion disk）環繞。吸積盤非常熱且光亮，與黑洞對比明顯，因此可以通過觀測這個「吸積盤」來為黑洞拍照。

科學家為了這張照片，在計劃中把各地天文望遠鏡連接組合，以建造一個超巨型的望遠鏡虛擬網絡，這些望遠鏡分別位於美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極。科學家形容，這就好比「如地球一樣大」的超巨型望遠鏡，為黑洞「拍照」。

在過去2年多來，科學家就一直收集從這些望遠鏡中得到的數據，以製作黑洞的相片。據科學家形容，這個望遠鏡虛擬網絡，就好比一個與「地球一樣大」的超大型望遠鏡。

為何「沖曬」需時約2年？

這張黑洞的首張照片，其實早在2017年4月「拍攝」，當時由全球多部天文望遠鏡組合進行聯合觀測，但由於並非直接拍出黑洞的圖像，故此也要花費極多時間「沖曬」，包括處理當中的各項數據、補足缺失的部分，並展開校準數據的工作。

這張照片有何重要？

科學家過去僅通過間接證據推測黑洞的存在，例如是黑洞的超強引力對周圍恆星的影響等。

早在1915年，物理學家愛因斯坦發表廣義相對論，最先預言黑洞的存在。路透社引述美國亞利桑那大學（University of Arizona）天文物理學家普薩爾季（Dimitrios Psaltis）指，「在愛因斯坦的理論中，這個（黑洞）陰影的形狀應該差不多是個完美的圓形。若然我們發現與理論估計的不同，那麼我們就會返回基本步，清楚地知道有些東西不是正確了。」

（新華社／路透社）