M87* 黑洞事隔一年更清晰影像，證實廣義相對論預測環半徑不變

人們對史上首張直接成像的黑洞還在持續追蹤。事件視界望遠鏡（EHT）團隊發布 M87* 超大質量黑洞事隔一年新影像，確認愛因斯坦廣義相對論預測的環半徑大小每年都保持不變；而黑洞周圍最亮點逆時針移動了約 30 度，有助科學家測試黑洞周圍磁場、電漿環境變化理論。

在科學中，多次進行相同或相似實驗非常重要，這確保科學家沒有欺騙自己，且結果經得起重複驗證。

2017年，事件視界望遠鏡（EHT）拍攝了第一張黑洞影像。這個天體是位於 M87 星系中心的超大質量黑洞 M87*，距離地球 5,500 萬光年。照片顯示出一個明亮圓環，環的南部較亮，後續數據進一步分析揭示偏振光下 M87* 結構，使我們能深入了解黑洞周圍磁場的幾何形狀、電漿性質。

最近，EHT 合作組織最近發布了 M87* 超大質量黑洞新影像，在 2018 年 4 月觀測數據與新投入使用的格陵蘭望遠鏡參與下，整個陣列記錄速率提高，提供獨立於 2017 年第一次觀測的源視圖。

新黑洞影像同樣是我們熟悉的明亮戒指環，圍繞著廣義相對論預測的「黑洞陰影」，令人興奮的是與 2017 年照片相比，環的亮度峰值以逆時針方向移動約 30 度，來到 5 點鐘位置，代表黑洞周圍湍流物質的變化與理論預測一致。

2017 年前，事件視界望遠鏡只有 2 個觀測頻段，2018 年格陵蘭望遠鏡加入後顯著提高 EHT 陣列影像保真度與覆蓋範圍，大型毫米波望遠鏡首次參賽也大幅提升 EHT 陣列靈敏度和紫外線覆蓋範圍，最終 EHT 陣列可在 230 GHz 左右的 4 個頻段進行觀測。

對 2018 年數據的分析採用 8 種獨立成像和建模技術，我們同樣得到一個相同大小的明亮環，中心區域較暗，環的一側比另一側更亮，而因為 M87* 不會快速吸積物質增加質量，因此廣義相對論預測環的半徑每在人類歷史上應該保持固定不變，新影像直徑數據有力支持了廣義相對論。

雖然廣義相對論認為環的大小應該保持固定，但黑洞周圍湍流、混亂吸積盤會導致環最亮部分圍繞著共同中心擺動，隨著時間推移，擺動量還可以用來測試我們對黑洞周圍磁場、電漿環境的理論。