香港中文大学助捕捉全球首张银河系中心超级黑洞影像

长久以来，天文学家致力一窥银河系中心的奥秘。国际合作计划「事件视界望远镜」（The Event Horizon Telescope，简称 EHT）公布全球首张银河系中心─人马座A*（Sgr A*）的影像，直接证明这个距离地球约2万6千光年及4百万倍太阳质量的天体是个超大质量的黑洞。香港中文大学（中大）物理系讲师梁宝建博士及本科生陈天诺是EHT研究团队唯一来自香港的成员。

梁博士与美国亚利桑那大学的陈志均教授合作，研究及计算黑洞附近气体的运动，以及气体流入黑洞的确切机制。梁博士表示，从科学发展的角度来说，Sgr A*这个最接近地球的超大质量黑洞为我们提供了一个天然的实验室，有助进一步研究相对论、气体运动、等离子物理和黑洞吸积理论。另一方面，黑洞的影像为人类探索宇宙带来无限的想象空间。随着科技和天文学的进步，我们终于可以一窥宇宙中最极端的环境——黑洞附近的空间。

黑洞是一种密度非常高的天体。根据爱因斯坦的重力理论，当物质集中在一个非常小的范围，其重力强大到连光都无法逃脱，当中黑洞的边界被称为「事件视界（Event Horizon）」。虽然科学界掌握了银河系中心黑洞存在的间接证据，却一直未能直接观察该黑洞。

EHT集结了全球超过300位研究员和工程师，是首个以获取黑洞影像为目标的计划。是次公布的Sgr A*影像是团队继2019年公布的M87星系黑洞影像后的全球第二张黑洞影像。这些影像其实是黑洞的「剪影」。黑洞四周的气体因为受黑洞吸引，而绕着黑洞打转，当气体愈靠近黑洞，其运动速度加快，并产生高达数十亿度高温，在黑洞附近发出辐射，形成影像中可见的光环。

要从地球直接观察远在2万6千光年之外的Sgr A*，有如从地球观察月球上的一个苹果。因此计划其中一项困难是所使用的望远镜需要配备极高的解像度，以获取清晰的影像。 2017年，EHT利用了分布在世界各地的8台射电望远镜，组成网络来模拟一台有如「地球一样大」的望远镜去观测银河系中心。每一台射电望远镜都同时收集并记录来自于Sgr A*附近的电波信号，其后利用超级计算机整合数据，合成出Sgr A*的事件视界影像。数据整合的过程涉及复杂的物理学知识和统计学分析，经过五年的研究和分析，EHT团队终于完成了全球首张银河系中心黑洞的影像。

参加中大暑期本科生研究交流计划（SURE）的学生陈天诺补充说：「在研究过程中，我们利用超级计算机模拟气体在黑洞附近的运动，研究气体朝着黑洞落下的不同机制，数据有助团队建构在黑洞附近的气体运动模型。另外，我很高兴能够参与是次史无前例的研究，并与顶尖的科研人员合作共同解开黑洞之谜。」