判定:不成立
一句话:不是黑洞本身——黑洞不发光。拍到的是它周围约 5000 万度等离子体发出的同步辐射,中间那个暗区是光子被吞掉后留下的缺口,也就是黑洞阴影。阴影的直径约为视界的 2.6 倍,因为引力透镜把视界背后的光也弯了进来。
这个说法是怎么来的
报道里「人类第一张黑洞照片」这个说法省略了「阴影」两个字,读起来就像拍到了黑洞实体。
阴影为什么比视界大
决定阴影边界的是光子球,位于 1.5 r_s。光子在这一层可以绕黑洞转圈,任何从更内侧射出的光都会被捕获。加上引力透镜的放大效应,最终看到的暗区直径约 2.6 r_s,比视界大出一倍多。
为什么是环不是盘
如果是简单的薄盘,多普勒束并会让朝向观测者的一侧亮得多。但 M87* 的环亮度不对称度远低于预期,这个「太对称」本身就是研究课题——可能说明盘是几何厚、光学薄的,或者存在其他辐射机制。
| 目标 | 发布 | 环直径 |
|---|---|---|
| M87* | 2019 年 | 约 42 微角秒 |
| Sgr A* | 2022 年 | 约 52 微角秒 |
什么时候这个说法「有点道理」
「看到黑洞」在其他意义上都是真的:恒星绕银心黑洞的轨道、引力波信号、吸积盘的光变,都是黑洞存在的直接证据。只有成像这一条通道,看到的是阴影而不是视界以内的东西。
依据
- 黑洞照片拍到的不是黑洞,是它留在光里的缺口 科学
- 事件视界望远镜拍的不是照片,是一次全球联测 任务与仪器
- 事件视界不是一层表面,而是一条有去无回的分界线 科学
- 数据速查表 · 恒星与致密天体参数 本页数值的取数口径与单位
常见问题
为什么照片那么模糊?
因为分辨率刚好够分辨环的轮廓。EHT 在 1.3 毫米波段的角分辨率约 31 微角秒,而环的直径约 42 微角秒——只有几个分辨元,不可能更清晰。
为什么 M87* 的环比 Sgr A* 小而 Sgr A* 看起来更大?
Sgr A* 的质量约 400 万太阳质量,M87* 约 65 亿,但 M87* 远得多。阴影的角直径与 M/D 成正比,两者算下来分别是 42 与 52 微角秒,恰好接近。