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天文学家运用智利北部的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵捕捉到了一个巨大的、冷的、稠密的星际气体盘，漩涡盘绕着一个超大质量黑洞的奇特景象。
图为阿塔卡马大型大型毫米/亚毫米波阵。图源：Wikipedia
这个气体盘位于NGC 3258的中心，这是一个距地球约一亿光年远的巨大的椭圆形星系。《天体物理杂志》于刊登了一篇详细介绍此次发现的论文。根据这些新的观测结果，负责这项研究的国际天文学家小组得出结论，这个黑洞的质量是我们太阳的2.25亿倍，是迄今为止ALMA测量到的最大的黑洞。
“尽可能的靠近黑洞来观察物质的轨道运动在精确测定黑洞的质量时是极其重要的，”德克萨斯农工大学博士后研究员、论文第一作者本杰明·博伊泽尔在一份报告中说道：“这些对NGC3258的新的观测展示了ALMA惊人的能力，它能够以绝妙的细节描绘出围绕超大质量黑洞的气体盘的旋转”
图为NASA拍摄的NGC3258图片。图源：Biying
本质上，黑洞是一颗自身坍塌的死星。它有一个强大的引力场，能把它能触及的所有的一切吸进去：气体，星际尘埃，甚至光。这种拉力是如此之大，以至于当你再去靠近它的边缘时，连时间都会被扭曲，这就是所谓的事件视界。一个超大质量黑洞位于我们星系的中心——在一个叫做人马座A*的区域——并且很有可能每个星系的中心都存在这样一个黑洞，当这个消息在2018年被宣布时，这些庞大怪物的神秘诱惑力进一步散发。
图为NASA于2019年拍摄的黑洞的第一个直接影像。图源：Biying
天文学家可以采用多种技术来确定一个黑洞的质量。“在巨大的椭圆星系中，大多数的测量来自于利用可见光或红外光所观测的黑洞周围恒星的轨道运动。”来自国家射电天文台的一份报告如是说道。然而，ALMA的研究人员开发了一种研究巨大椭圆星系的新方法：
约10%的椭圆星系在其中心含有规则旋转的，冷的致密气体盘。这些气体盘内含有一氧化碳（CO）气体，可以用毫米波射电望远镜观测到。
通过利用CO分子发射的多普勒频移，天文学家可以测量轨道气体云的速度，并且ALMA使得我们有可能去确定轨道速度最高的星系中心。
“我们的团队在近几年里已经利用ALMA测量了附近的椭圆星系，以发现和研究围绕巨大黑洞旋转的分子气体盘。”艾伦·巴斯博士说道，他是加州大学欧文分校的天文学和物理学博士，也是这项研究的合作者。“NGC 3258是我们目前所发现的最好的目标，因为我们比在任何其他星系都更能够接近黑洞来追踪气体盘的旋转。
图为法国天体物理学家让·皮埃尔·鲁米内特（Jean-Pierre Luminet）于1978年手工绘制的黑洞图片。图源：Baidu
自从20世纪70年代末首次进入主流流行文化以来，黑洞几乎吸引了每一位太空爱好者和科幻迷的想象。事实上，在1979年迪士尼的《黑洞》上映之前，只有极少数宇宙学圈之外的人听说过黑洞。
图为迪士尼电影《黑洞》的海报。图源：Biying
的确，《黑洞》采取了一些艺术放纵的手法——它被认为是有史以来最不科学的科幻电影之一——但是它将这些奇妙的现象带到了公众的眼前，激发了世界各地年轻的科幻小说读者和作者的想象力。电影里的主要航天器甚至叫“天鹅座”，以被认为存在于1973年的第一个黑洞命名。从那之后它们无论是在大屏幕还是小屏幕上都多次大放异彩，从电影《星际之门SG1》到《深海圆疑》再到《星际穿越》都可以见得。
最令人困惑的问题便是“它们通向何方？”。如果你像爱因斯坦假设的那样，认为时空就像一片巨大的织物，一直处于紧绷的状态，那么就更容易想象黑洞了。但是所有被吸入黑洞中的物质仍然需要从某处出来，不是吗？不幸的是，没有人能飞入其中，所以我们对这个问题仍没有答案。即使有人做了，他们也会在一个叫做“面条化”的过程中，面临一种极其不愉快的死亡。
黑洞的结构示意图。图源：Biying
然而，这并没有阻止科幻小说作者把黑洞作为一种方法，来穿越浩瀚的星际空间，又在宇宙的另一端的某个角落安全地弹出。这与爱因斯坦的另一种理论相似，但略有不同，即所谓的“爱因斯坦-罗森桥”，更通常被称做“虫洞”。
ALMA对NGC3258的观测还是没能揭示出它可能将物质喷射到何处，但是随着天文学家们正在逐步探索通过黑洞周围的气体云直接观测黑洞，也许有一天他们会找到答案。
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
translate: Meg
author:Scott Snowden
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