2019 年 4 月 10 日，第一张黑洞照片公布，人类第一次直观地观察黑洞。“上镜”的是一颗超大质量黑洞，位于位于椭圆星系 M87 核心，约 70 亿倍太阳质量。

人类第一张黑洞照片，从上到下依次为背

　　这张照片是根据 EHT（事件视界望远镜）于 2017 年 4 月连续 10 天的观测数据，经过 2 年的数据处理，发布的第一张黑洞的直接影像。由于观测是由 EHT 使用肉眼看不见的电磁波进行，因此图像的颜色是假色。

　　早在 2007 年，科学家们利用欧洲宇航局的“XMM-牛顿”卫星，首次发现命名为“RE J1034+396”的黑洞，其X射线辐射具有一小时左右的周期性震荡信号。后因观测路径被太阳阻隔，信号中断。

　　时隔 11 年后的 2018 年，科学家们使用“XMM-牛顿”卫星、“核光谱望远镜阵列（NuSTAR）”卫星和“雨燕（Swift）”卫星，再次对此黑洞开展联合观测，发现其X射线震荡信号仍然存在，而且比以前更强了。

　　科学家将这个震荡信号形象的称作黑洞的“心跳”，是黑洞观测的有效手段。

　　黑洞为什么有“心跳”？

　　黑洞的“心跳”和我们理解的心跳完全是两回事。

　　黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。黑洞的引力很大，大到连光都无法逃脱。强大的引力无时无刻在吸引周围的物质向黑洞靠近，最终被黑洞吸收。

黑洞的形成

知道为什么叫黑洞了吗(来源:NASA Godda

　　物质在逐渐落入黑洞的过程中，会形成一个圆盘状的结构（吸积盘），并在黑洞周围很小的空间里释放大量的能量，同时伴有节奏性及周期性震荡信号，就仿佛是心跳一样。

黑洞的“心跳” 实质是黑洞外围产生的

　　黑洞的“心跳”，携带有关于黑洞视界附近的物质尺度和结构等关键信息，有助于科学家了解其体积大小，以及其周围空间的更多信息。

　　如何观测黑洞

　　既然黑洞是一种引力极其强大的天体，连光线都不能逃逸，又不发射任何电磁波，如何观察呢？

　　我们先来看看黑洞的构造。

黑洞结构，黑洞本身就是一个奇点来源

　　目前，黑洞本身是不可直接观测，但是科学家可以通过观察黑洞周围的天体来判断黑洞的存在。

　　一般而言，通过各种波段的Ｘ光、红外线和无线电波，来进行“喷流”的观察；而“吸积盘”的观察，则通过Ｘ光、紫外线和可见光。

　　透过不同波段的光线所携带的信息，可以让科学家研究黑洞的系统，现在科学家们使用“多波段的望远镜”来进行黑洞观测。黑洞“心跳”的观察，就属于间接观察黑洞的手段之一。

　　由于黑洞引力很大，科学家还可以通过黑洞与周围环境的引力相互作用来推断黑洞的存在。广义相对论认为宇宙空间、时间和引力存在相互作用，像黑洞这样大质量天体能够扭曲其周围的空间，影响周围恒星的运行轨迹。

黑洞影响范围内的恒星围绕黑洞旋转来

　　如果黑洞和某颗恒星构成双星系统，在黑洞引力作用下，恒星的气团不断流入黑洞，骤然激起的高温会导致多种波段的射线产生，此时，科学家可以通过对恒星运行轨迹和吸积盘的观察间接发现黑洞存在。

双星系统恒星围绕黑洞运行，恒星物质

　　最终，恒星消失，恒星物质环绕黑洞。2019 年 4 月发布的第一张黑洞照片，显示的就是这一现象。

　　如果两个黑洞构成双星系统，那么这两个黑洞将在“相亲相杀”中最终融合成一个新的黑洞，黑洞的合并会发射强烈的引力波，可以作为科学家判断黑洞存在的证据。

　　2015 年 9 月 14 日，科学家在 LIGO 引力波天文台首次成功直接观测了引力波，此次观测也为黑洞双星的存在提供了第一个观测证据。

黑洞撞击融合，激起引力波来源:pinte

　　新的黑洞会因后坐力脱离原本在星系核心的位置。如果速度够快，它甚至有可能脱离星系母体。

黑洞碰撞模拟来源:LIGO Lab

　　观察黑洞对理论物理的发展具有极大的推动作用。按照概率推算，过去 100 亿年，银河系应该诞生 100 万个恒星级黑洞，但已经被发现的黑洞数量仅为两位数。

　　随着科学技术的发展，观察仪器设备的提升，越来越多的黑洞将会被发现，你有没有想去发现一个呢？