（不要走開，文末有彩蛋）

去年的今天，我在家裡，坐在電腦前，通過直播看科學家公佈人類歷史上第一張黑洞照片。直到現在，我還清楚地記得自己坐在有點冷的小屋中，用不太流暢的網路觀看。在觀看結束後熬夜寫了關於這顆黑洞和這張照片的文章，當時反響還不錯。

不知不覺，1年過去了，這張照片已經1週歲了。就在前兩天，科學家們公佈了它的弟弟——第二張黑洞照片。那麼，這一次科學家拍攝到了什麼？對我們有何意義呢？咱們從頭說起。

事件視界望遠鏡

早在2006年的時候，天文學家就開始籌備拍攝黑洞照片的工作。不過，直到2012年，第一次EHT會議才在美國亞利桑那州正式召開，EHT才算是走上正軌。經過多年的發展，已經成長為30多所來自12個國家的大學、天文觀測站等研究單位與政府機構參與的國際合作組織，並且可以利用全世界8臺最先進的望遠鏡來合作觀測。

這8臺望遠鏡的合作不僅僅產生了1*8=8的效果，而是以指數倍的形式提高觀測效率，其所利用的原理，就是甚長基線干涉測量技術。關於這個技術，我們會推出一期專門的欄目來介紹，這裡簡單提一嘴：由於8臺望遠鏡分佈於世界各個位置，所以相當於建立了一個口徑和地球直徑一樣的虛擬望遠鏡。

正是利用如此強大的觀測技術，我們才得以觀測到遙遠的黑洞。

第一張黑洞照片

去年的今天（2019年4月10日），人類歷史上第一張黑洞的照片終於問世。

這張黑洞照片，來自於距離我們約5500萬光年的M87星系。通過這張照片，我們終於看到了愛因斯坦在百年前預言、人類尋找了數十年的神祕天體。

今年4月7日，EHT公佈了他們合作的第二個成果，一張類星體的照片。你可能會好奇：不是說拍黑洞嗎？怎麼變成類星體了？別急，咱們先來了解一下這種宇宙怪物。

類星體

類星體是上個世紀被人類發現的，與脈衝星、微波背景輻射和星際有機分子並稱為20世紀60年代天文學“四大發現”。

這種天體通常位於100億光年以外，是宇宙中最古老的天體。類星體最大的特點就是極其活躍，它自己的亮度就可以超過一個星系。而且最初在觀測的時候，科學家甚至發現它們有超光速的現象。因此，天文學家們一直對類星體非常感興趣。

關於類星體的真正身份，科學家們一直在討論。目前來說，大家普遍認為其核心就是一個超大品質黑洞。黑洞本身雖然不發光，但是被它吞噬的物質會被加熱，放出強烈的電磁輻射，這就是黑洞的吸積盤。同時，吸積盤會產生磁場，向兩側發射出高能粒子束，這就是相對論性噴流，它是導致類星體如此明亮的重要原因。因此，本次拍攝照片選擇類星體，其實也是為了研究黑洞。

類星體3C 279

本次拍攝的物件，是一個典型的類星體——3C 279。這個超大品質黑洞位於50億光年以外，位於室女座方向，最早在1973年被發現。從品質上看，3C 279有太陽的10億倍左右，這個資料已經相當驚人了，但是比起去年拍攝的M87還是甘拜下風。不過，在對它持續的觀測中科學家發現，3C 279是宇宙中最強的伽馬射線源之一，擁有極其巨大的能量，這是它被科學家選中的重要原因。

同時，3C 279的相對論性噴流恰好是對準地球的。我們說過，這種天體屬於一個獨特的分類——耀變體。由於耀變體直接對準地球，這讓我們有了更好的條件對它進行研究。因此，不論從哪個原因來看，3C 279都是不二之選。

修了三年的圖

在2017年4月份，天文學家們就利用8臺射電望遠鏡進行了四天的觀測。這4天內，他們收集到了大量的資料，然後彙總到馬克斯-普朗克射電天文學研究所（MPIfR）和麻省理工學院的超級計算機上，進行分析與合成。這第二張黑洞照片，一“修”就是三年（當然不僅僅是修圖，還有各種分析）。拍照四天，修圖三年，試問哪個女孩子做得到……

最近，EHT團隊才終於寫出了這篇論文，並於2020 年4月7日將研究成果發表於《天體學與天體物理學》期刊。在這篇論文上我們可以看到，論文合著者多達351位，是科學史上的一大突破和奇蹟。由此可見，人類未來的科技發展，離不開全世界科學家的通力合作。

說了這麼多，你肯定已經很想知道：這第二張黑洞的照片都展示了什麼？它又給帶來了哪些驚人的資訊呢？

第二張黑洞照片

首先，咱們把第二張黑洞的照片給大家貼出來~

是的，和第一張黑洞照片一樣，又是一張看起來像馬賽克一樣的模糊圖片。不過，對於人類現有的科技來說，這已經非常難得了。如果不是EHT，你啥也看不見，只能看見像包大人一樣黑的夜空。

而且，雖然圖片模糊，讓外行人一臉懵逼地進來，又一臉懵逼地出去。但對於天文學家來說，這裡滿滿的都是資訊量啊！

比如，通過4天的觀測和對比，科學家發現3C 279的相對論性噴流快得出奇，達到了光速的99.5%。我們在此附上EHT在2017年的四天時間內拍攝到的3C 279的原始照片，方便對比。

當然了，你可能看不出來，但是下面的相對論性噴流是有距離上的變化的。根據比例尺和時間，科學家就計算出來了這股噴流的驚人速度。

原理論的崩潰

說來也蠻有趣的，第一張黑洞照片終於印證了多年以來的愛因斯坦預言，其規律也基本符合天文學家的預期。而這第二張黑洞照片，則推翻了許多原有的理論，讓天文學家們認識到不得不重新對黑洞進行思考。

首先，咱們看看以往的黑洞假想圖，大概是這個樣子

在這裡，我們把EHT拍攝的第二張黑洞照片附上，不過要把距離拉遠一點來看。這張圖片裡只有一側的噴流，而不是像假想圖一樣兩側都放進了圖中。

仔細看下面的噴流，你就會發現它好像有點問題：

如果你足夠細心，並且想象力比較豐富，就會看出二者的差別。根據EHT拍攝的照片顯示，黑洞的相對論性噴流竟然拐彎了！

德國波昂的馬克斯普朗克射電天文研究所的Jae Young Kim是帶領團隊參與該專案的主要負責人，他用了一個有趣的比喻來形容這個現象：這就相當於你在拆俄羅斯套娃，拆著拆著，發現最裡面一個的形狀竟然和其他的不一樣。

還真是有那麼一點怪怪的……

科學家的猜想

對此，科學家有什麼解釋呢？

哈佛大學和史密森大學天體物理中心（CfA）的博士後研究員Dom Pesce認為，這或許是噴射過程中的衝擊和不穩定性，導致了噴流的扭曲形狀。也可能，這與高能的伽馬射線有關。

總之，對於這個現象，科學家也沒有一個完全可靠的解釋，目前也只能靠提出假說然後驗證。正如Jae Young Kim所說的那樣：“每次開啟一扇通往宇宙的新視窗，就會發現新的東西。”

EHT合作委員會主席Anton Zensus也表示：“正如我們去年說的那樣：這只是一個開始。”隨著EHT專案的持續進行，科學家很可能面臨更多原始理論被推翻，或者沒有預想到的神祕現象突然出現的局面，正是這些意外，才讓我們的科學理論能夠不斷地發展和進步。

遺憾的是，受到新冠肺炎疫情的影響，EHT原本計劃今年3、4月份開展的新一輪觀測也被迫暫停，下一次觀測或許要等到明年。在今年接下來的時間裡，他們將把精力放在整理以往資料的工作上。希望這一年的鑽研和分析，能夠解決3C 279給我們帶來的謎題吧！

（彩蛋：文中提到過，科學家在觀測類星體時發現過超光速現象。3C 279也不例外，天文學家本次甚至發現它的噴流達到了20倍光速。不過，科學家不認為這違背了愛因斯坦的相對論，而是由於噴射的物質正在以近光速的速度射向我們，幾乎追上了它自己發射的光，所以造成了一種超過光速的錯覺。）