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一個幾乎難以想像的巨大黑洞位於銀河系的中心。它被稱為超大質量黑洞(SMBH)，天文學家認為幾乎所有的大質量星系都有一個黑洞位於它們的中心。但是，沒有人真正見過：這一切都是基於證據，而不是直接觀察。
銀河系的超大質量黑洞被稱為人馬座A*。它的質量大約是太陽的400萬倍。科學家們之所以知道它的存在，是因為我們可以觀察到它對離它很近的物質所產生的影響。由於一組科學家使用了一種叫做干涉測量學的技術，現在我們對人馬座A*有了一個最好的看法。
像人馬座A*這樣的黑洞利用強大的引力將氣體和塵埃吸引向它，氣體和塵埃圍繞著洞旋轉。以某種方式輻射出大量的能量，天文學家可以看到這種輻射能量。但是天文學家並不能確切地確定是什麼釋放了這種能量。是不是來自旋轉的物質？還是來自從黑洞中噴出的物質？
哈佛-史密森天體物理學中心(CFA)的麥克·喬韓森(Michael Johnson)說：「來自人馬座A*的輻射源已經爭論了幾十年，一些模型預測輻射來自被黑洞吞沒的物質盤，而另一些模型則將其歸因於從黑洞射出的物質射流。如果沒有對黑洞更清晰的觀察，我們就不能排除這兩種可能性。」
超大質量黑洞周圍為活躍星系提供能量的吸積盤的想像圖。天文學家想知道，銀河系超大質量黑洞所輻射的能量是由噴出黑洞的物質噴出，還是由黑洞附近旋轉物質的吸積盤引起的。
因此，了解黑洞意味著天文學家需要更清楚地觀察黑洞區域。但是人馬座A*被我們和星系中心之間密密麻麻的電子雲遮蔽了。這些雲模糊並扭曲了我們對黑洞的看法。
一組天文學家已經成功地透過這些電子雲來更清楚地看到人馬座A*正在發生的事情。這支隊伍由拉德堡大學博士研究生莎拉·伊索恩（Sara Issaoun）主管。他們依靠一種叫做甚長基線干涉測量(VLBI)的技術。
結果如何呢？這是迄今為止我們對銀河系超大質量黑洞所發生的最清晰的圖像之一。
全球毫米級VLBI陣列
干涉測量是一種利用多個望遠鏡對遠距離物體進行更有效成像的技術。距離越遠，基線越長，有效孔徑越大。利用本研究中使用的甚長基線干涉測量技術，各個望遠鏡橫跨全球，創造了一種巨大的虛擬望遠鏡。
但是還有其他的干涉儀，但他們沒有將人馬座A*看得那麼清楚。這項研究背後的團隊在干涉測量方面取得了另一項進展。他們為智利強大的ALMA(阿塔卡馬大型毫米波陣列)裝備了一種新的電子設備，稱為相位系統。這使得已經是干涉儀的ALMA加入了另一個名為GMVA（全球3毫米VLBI陣列）的其他12台望遠鏡網路。顧名思義，GMVA已經是一種非常長的基線干涉儀。因此，GMVA和ALMA的結合創造了一種超級VLBI。
哈佛-史密森天體物理學中心的舍普·多爾曼（Shep Doeleman）說：「ALMA本身就是一個由50多個無線電盤組成的集合。新的ALMA相位系統的神奇之處在於，所有這些無線電盤都能像一個望遠鏡一樣工作，其靈敏度相當於一個直徑超過75米的無線電盤。這種敏感性，以及它在安第斯山脈的高位置，使它成為人馬座A*研究的完美選擇。」
射電天文學家林迪·布萊克本(Lindy Blackburn)解釋道：「圖像質量的突破來自兩個因素，通過高頻觀測，來自星際物質的圖像損壞不那麼嚴重，加上ALMA，我們的儀器分辨率提高了一倍。」
左上角：在86GHz下模擬人馬座A*時沒有星際散射。右上角：星際散射模擬。右下角：觀察到的人馬座A*圖像。左下角：消除星際散射效應後觀察到的人馬座A*圖像。
那麼，科學家們從這一創新中學到了什麼呢？這些優越的圖像是如何幫助他們理解我們的超大質量黑洞的？
新的圖像顯示，來自人馬座A*的輻射具有對稱的形態，而且比預期的要小-它的跨度僅為3億分之一度。伊索恩解釋說：「這可能表明無線電發射是在一個不斷衰減的氣體盤中產生的，而不是由無線電噴射產生的。」伊索恩根據這些圖像進行了計算機模擬測試。然而，與其他發射無線電的黑洞相比，這將使人馬座A*成為一個例外。另一種可能是無線電噴射幾乎直接指向我們。
關於人馬座A*輻射的能量有很多爭論。無論是來自吸積盤中旋轉、加熱的物質，還是從遠離黑洞的物質射流中產生的物質。這可能取決於我們位置所在。
這張展示了一個「進食」或活躍的超大質量黑洞，射流向外流動的速度接近光速。這種活躍的黑洞經常出現在橢圓星系的中心。如果一個噴流恰好照射在地球上，這個物體就被稱為耀變體。
伊索恩的導師是拉德堡大學射電天文學教授海諾·法爾克（Heino Falcke）。法爾克對這一結果感到驚訝，去年，法爾克認為這種新的噴射模型是不可能的。但最近，另一組研究人員使用ESO的超大型光學望遠鏡干涉儀和一種獨立的技術得出了類似的結論。法爾克總結道，「也許這是真的，我們正從一個非常特殊的角度來看待這只野獸。」
天文學家對人馬座A*的研究還沒有結束。他們計劃越來越細致的來觀察這個超大質量的黑洞。人馬座A*在86GHz的首次觀測可以追溯到26年前，當時只有幾個望遠鏡。多年來，隨著更多望遠鏡的加入，數據質量穩步提高。
接下來是視界望遠鏡（EHT）
視界望遠鏡是一項旨在調查黑洞周圍環境的國際合作項目。它不是一個望遠鏡，而是一個由全球範圍內的射電望遠鏡組成的相互連接的系統，所有這些望遠鏡都使用干涉測量技術共同工作。通過在多個位置用多個無線電天線測量黑洞周圍區域的電磁能量，可以推導出源的一些性質。
天文學家花了四年時間利用EHT來研究超大質量黑洞人馬座A*。這一時期於2017年4月結束，但一個由200名科學家和工程師組成的團隊仍在研究這些數據。到目前為止，他們只發布了他們看到的計算機模型圖像。
使用事件視界望遠鏡的研究人員希望生成像超大質量黑洞人馬座A*這樣的圖像
麥克·喬韓森很樂觀。「如果ALMA同樣成功地以更高的頻率加入了視界望遠鏡，那麼這些新的結果表明，星際散射不會阻止我們一直向下窺視黑洞的事件視界。」