银河系中心超大黑洞照片发布，人类第二张黑洞照片相比之前有哪些新突破？
你还记得3年前人类首张黑洞照片吗？2019年4月10日，视界望远镜(EHT)合作组织发布了有史以来第一张黑洞图像。同样是视界望远镜这个组织，将于今天（5月12日）晚上9时在全球多地同步举行线上线下新闻发布会，宣布一项“与银河系有关的”重大“突破性”科研成果。当年身在首张黑洞照片发布现场的交汇点记者猜测，今晚9点发布的成果可能与银河系中心的超大质量黑洞有关——可能是它的首张照片，也有可能是与之有关的重要科研成果。
事件视界望远镜项目（EHT）宣布将于 5 月 12 日公布“银河系中心的突破性成果”，可能是首次拍摄到银河系中心的超大质量黑洞照片。
2019 年 4 月，EHT 公布了人类拍摄的第一张黑洞照片，引发了全网热议，该黑洞被称为 M87*。之后的研究又探究了与 M87* 相关的极端磁场，使科学家能够进一步了解黑洞周围的环境。
但 EHT 不仅仅在研究 M87*，它的望远镜套件也一直观察银河系中心的超大质量黑洞，称为 Sagittarius A*（人马座 A*），或 Sgr A*。这个黑洞的质量大约是太阳的 430 万倍，距离地球只有 25000 光年，从宇宙的角度来看非常近。相比之下，M87* 的质量大约是地球的 60 亿倍，距离地球约 5000 万光年。
然而 Sagittarius A* 的成像比 M87* 困难得多，因为有宇宙尘埃等干扰射电望远镜进行观察。
IT之家了解到，EHT 并未透露关于该突破性成果的细节，但据报道，许多天文学家都猜测将是首次拍摄到银河系中心的超大质量黑洞照片。新闻发布会将于北京时间 5 月 12 日晚 9 点举行，我们可以共同期待一下。今晚9点，天文学家将宣布一个与银河系有关的重大发现_新华报业网事件视界望远镜项目（EHT）宣布将于 5 月 12 日公布“银河系中心的突破性成果”，可能是首次拍摄到银河系中心的超大质量黑洞照片。
2019 年 4 月，EHT 公布了人类拍摄的第一张黑洞照片，引发了全网热议，该黑洞被称为 M87*。之后的研究又探究了与 M87* 相关的极端磁场，使科学家能够进一步了解黑洞周围的环境。
但 EHT 不仅仅在研究 M87*，它的望远镜套件也一直观察银河系中心的超大质量黑洞，称为 Sagittarius A*（人马座 A*），或 Sgr A*。这个黑洞的质量大约是太阳的 430 万倍，距离地球只有 25000 光年，从宇宙的角度来看非常近。相比之下，M87* 的质量大约是地球的 60 亿倍，距离地球约 5000 万光年。
然而 Sagittarius A* 的成像比 M87* 困难得多，因为有宇宙尘埃等干扰射电望远镜进行观察。
IT之家了解到，EHT 并未透露关于该突破性成果的细节，但据报道，许多天文学家都猜测将是首次拍摄到银河系中心的超大质量黑洞照片。新闻发布会将于北京时间 5 月 12 日晚 9 点举行，我们可以共同期待一下。 不好意思，更正一下：
EHT观测所得阴影直径应该是 https://www.zhihu.com/equation?tex=48.7%5Cpm7+%5Cmu+as ，而广义相对论预言为 https://www.zhihu.com/equation?tex=41-58+%5Cmu+as ；
之前说的应该是外面的亮环的直径。
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以下为原答案：
可以说相当有突破！
EHT这次在ApJL上一共发表了6篇文章！
EHT第一篇文章摘要
个人认为一些突破如下：
一、观测结果进一步支持了广义相对论。
[*]观测所得阴影直径为，而广义相对论预言为 https://www.zhihu.com/equation?tex=43-60+%5Cmu+as ；
2. 同时，综合来看观测所得 Sgr A* 外部时空与广义相对论框架下的 Kerr 黑洞最为一致，同时排除了其为史瓦西黑洞的可能性；
3. 通过将本次结果与 M87* 的观测结果相比较，发现即使二者的质量相差1000多倍，但都与广相的预言一致，这进一步支持了广相在强场下的有效性；
二、 这也是个人认为值得一提的，那就是EHT首次考虑了极致密天体（Ultracompact objects）。众所周知，目前已经发现了如白矮星，中子星以及黑洞(?)这些密度极高的致密天体。然而，黑洞的奇点和视界一直是个问题，目前解决这个问题主要有两种途径，一是修改广义相对论，也就是所谓了修改引力理论；二是提出了与黑洞类似的新模型，即极致密天体，如玻色星等等。它的密度极高，足以在其附近形成阴影。但是它与黑洞不同的是，它没有视界，而是像普通的天体一样存在一个表面（注：黑洞阴影的存在是因为存在光球而不是视界）。但是目前对于极致密天体的实际检验非常少。即使是2019年EHT对 M87* 的观测也没有提到极致密天体。但是这次它做了，观测结果排除了 Sgr A* 存在一个热辐射表面的可能性！也就是说，它极有可能不是玻色星这种极致密天体，而是一个货真价实的黑洞！这个结果的意义在于：一，实现了极致密天体在强引力场中的首次实际检验！二、如果真锤死了，那这将是黑洞存在的首个直接证据！
EHT第六篇文章摘要
暂时想到这么多，想到再更~ 如果说2019年M87中央黑洞的照片是从无到有的“质变”的话，今天发布的银心黑洞照片更多是体现“量变”：更复杂的图像数据处理技术和对广义相对论更高精度的验证。
和M87黑洞物理半径大小的比较。来源：eso.org
观测数据处理技术：相比位于椭圆星系中心的，对银河系中心 进行射电波段成像存在两大难点：（下面用的有中文的图片都是直接从发布会B站直播截来的）
[*]射电波在星际空间传播会被电子等粒子散射，造成黑洞图像变得“模糊”。M87是一个椭圆星系，星际介质电子密度很低，问题不大；但银河系是一个漩涡星系，星际介质非常丰富，在重构真实黑洞图像时必须将星际介质散射效应扣除；
星际介质电子散射对黑洞图像的影响
[*]超大质量黑洞通过吸积气体发光，吸积气体速率会因黑洞周围环境变化而发生变化，因而黑洞的辐射强度会随时间发生 剧烈变化， 光度变化时标从1分钟到几小时不等，这甚至比事件视界望远镜观测时长还要短！如果直接观测不进行任何处理的话我们是得不到一个稳定的图像的。下图的右图不难看出的原始图像几乎没有两张是相同的，相反 图像稳定多了：
左图：银河系中心黑洞的光变曲线；右图：左边是EHT单次观测得到的银河系中心黑洞原始图像，右边是M87中心黑洞。
所以本次图像处理时间比第一张黑洞照片要长得多也就不奇怪了。通过对多次观测图像进行平均处理，EHT团队提取出了四张最能代表黑洞在多数时间形状的照片（如下图下方4张图像所示，对应直方图高度正比于特征出现的频次），根据其在观测中出现的频次用特殊图像处理技术合成了最终的图像：
黑洞不同时段图像出现频次最高的4种特征（下图）合成得到上图黑洞图像
对广义相对论的验证：照片中央的“黑洞阴影”角半径 https://www.zhihu.com/equation?tex=51.8%5Cpm+2.3 微角秒，和广义相对论预言吻合，再一次宣告了爱因斯坦的胜利。之前广义相对论分别在比低5个数量级（LIGO/Virgo两个恒星级黑洞并合）和高3个数量级（M87）的质量量级上都得到验证，能在如此广大的质量范围内与观测符合，说明广相仍然是目前为止提出的最好引力理论！
那么“黑洞阴影”是怎么形成的呢？黑洞本身不发光，我们接收到的光子来自黑洞吸积盘。在黑洞引力影响下，光子轨道都是不稳定的，经过足够长时间后要么被黑洞俘获，要么逃离黑洞被观测者接收，在此之前光子会围绕黑洞转过一定的圈数（可用穿过黑洞吸积盘平面的次数表示），转过的圈数越多，说明光子待的时间越长，这个区域接收到的黑洞亮度就越高。如下方左图所示，当光子是从瞄准距比较大的地方发射时，穿过吸积盘1次就逃离了黑洞；当瞄准距在史瓦西半径的3倍左右时，光子可以穿过吸积盘平面多次不被黑洞引力俘获，黑洞观测到的亮度会有陡增；瞄准距继续减小，光子连一次都没穿过就被黑洞俘获，能收到的辐射急剧减少，造成的后果就是我们看到的两张黑洞照片都呈现一个亮圆环包裹着中心的暗圆盘结构。
左图：从距离黑洞不同距离处发射的光子在黑洞引力影响下的传播轨迹；右图：从远处看不同位置光子在被观测者接收前穿过黑洞吸积盘平面（绿线）的次数。
由于此前的观测已经将黑洞质量限制到0.3%精度（ https://www.zhihu.com/equation?tex=M%3D%284.297%5Cpm+0.012%29%5Ctimes+10%5E6+M_%5Codot ），比M87的中心黑洞（5%）高一个数量级，让研究者能够直接将测得黑洞引力场的度规和广义相对论无电荷旋转黑洞解--Kerr解的预言进行比较，基本能确定这是一个Kerr黑洞，而不是无旋转的史瓦西黑洞，玻色星（Boson star）、裸奇点和几种虫洞模型无法解释图像中心亮度的下降，因而被排除：
几种可能的解释本次观测图像的模型 这个黑洞有多大？
它离地球大约27000光年(25,900±1,400)，从地球看，它在天空中与月球上的一个甜甜圈差不多大。
今天，天文学家公布了银河系中心超大质量黑洞的第一张图像。这一结果提供了压倒性的证据，证明该物体确实是一个黑洞。
为了拍摄这个黑洞，EHT从2017年4月开始就动用了全球各地的八个大型望远镜，包括ALMA、APEX、IRAM 、JCMT、LMT、SMA、SMT、SPT，形成一个“地球大小”的虚拟望远镜。后来又增加了GLT、NOEMA和亚利桑那州12米望远镜。
透过这张图像，我们看到了银河系中心那个看不见的、又非常巨大的东西。这个被称为人马座A*（Sgr A*，发音为“sadge-ay-star”）的物体是一个黑洞，今天公布的这个图像提供了它的第一个直接视觉证据。
黑洞是黑的，我们看不到它本身，但这个质量是太阳的400多万倍(4.31±0.38)的黑洞周围的发光气体将一个黑暗的中心区域勾勒出来，周围环绕着的明亮环状结构的大小与爱因斯坦广义相对论的预测值惊人的一致。
为什么比第一个黑洞照片晚这么久才发布？
2019年，当第一张名为M87*的黑洞（位于梅西耶87星系的中心）图像公布时，天文学界已经开始期待银心的这个黑洞的图像。
现在看来，尽管银河系中心的黑洞比M87*小一千倍多倍，星系类型也完全不同，但这两个黑洞看起来非常相似。虽然银心的这个黑洞更近，但对其观测更困难。我们知道，黑洞附近的气体在几乎光速的高速围绕黑洞旋转。考虑到M87*的更大，所以气体绕M87*运行需要数天到几周的时间，而我们银河系的这个小得多的Sgr A*更小，气体可以在在几分钟内就能绕完一圈。这意味着，当观察Sgr A*时，其周围的气体的亮度和模式迅速变化。打个不那么准备的比方，就像在拍一只追着自己尾巴的猫。
研究人员必须开发复杂的新工具，以解释Sgr A*周围的气体流动。Sgr A*黑洞的图像是团队通过提取不同图像的平均值而最终生成的。
科学家特别兴奋，因为我们终于有了两个大小相差悬殊的黑洞图像，通过对比可以解开更多的谜团。我们可以比以往任何时候都更进一步有机会了解重力在这些极端环境中的行为。
最后来一段视频吧》
以上文字参考ESO的新闻稿。
一更
有很多人问我说，这一张图能看出个什么？
其实这是个误解，EHT拍了相当多的照片，比如下面这些：
难点在于，由于引力时间尺度仅为GM/c^3≈ 20秒，也就是说Sgr A*的形态改变的非常快，其周围接近光速的运动在较小的黑洞尺寸下表现出来的样子就是：我刚拍一张你就变了。
我前面写过，EHT是用了地球上不同地区的望远镜来观测的，这样做的好处是可以以地球直径为望远镜组的合成孔径，但这样做的前提是：被拍摄的结构必须在整个观测过程中保持静态。否则就没办法合成了。
天文学者用了很长时间来制作一个计算模型，要把这个时间的变量也考虑进去。这说起来简单，做起来比写毕业论文还头秃。（比如会患有“看到贝叶斯三个字就头痛综合征”）
最终天文学者们将模型建立出来，就类似于“求平均值”的叠加方法，并能基本正确解释了所有手头上的观测数据。
这些都在试图说服自己，这照片真的拍的是个环状物。
如果你对计算过程感兴趣的话，可以看看这篇长文：
<a href="http://link.zhihu.com/?target=https%3A//iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac6429" class=" external" target="_blank" rel="nofollow noreferrer">https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac6429
充满好奇心的人类，像一个想出门玩的孩子一样，透过门上的钥匙孔，窥探着门外的世界。 锵锵锵锵！
正如大家所料，是银河系中心黑洞的照片！
准确地说，是银河系中心黑洞人马座A*（Sgr A*）的首张照片。
图：银河系中心黑洞的首张照片（图片由EHT合作组织提供）
图：上方为EHT从2017年4月7日的观测中获得的Sgr A的代表性图像。下方四个图从左到右展示了三个呈现环状结构的图像子集的平均图像和一个非环状结构的图像子集的平均图像。图中的柱状图显示了属于每个子集的图像的相对数量，其高度代表了每个子集对最终照片的相对贡献。（图片由EHT合作组织提供）
不过，大家是不是已经忘记了全球首张黑洞照片的样子了！
（从前叫人家小甜甜，现在新人胜旧人，叫人家……）
图. M87星系中心超大质量黑洞（M87*）的图像（图片由EHT合作组织提供）
肯定有人会说，这，这看起来也没太大区别啊……
这主要是受到了这张照片的拍摄角度和距离等因素的影响，而且，这张照片其实是一张“平均值”照片，是通过将数千张使用不同成像方法得到的图像平均起来，生成的一副Sgr A*的代表性图像。
上海天文台参与本次“拍照”的科学家们，撰写了一篇深度的解读文章，请戳：
中国科普博览：又一张黑洞照片！这次是银河系中心的，离我们更近！我们选了一些大家可能比较关心的问题，和大家分享~
以下回答的科学内容来自科普中国出品，中国科学院上海天文台的路如森、江悟、沈志强三位老师撰写的《全球第二张黑洞照片！这次对准了银河系》，小标题和部分内容经过编辑修改。
为什么要&#34;拍&#34;银河系中心的黑洞？几十年来，我们一直在一步步接近ta
上世纪50年代后期，随着全天射电源普查的开展，人们发现有一类强烈射电源的光学对应体看起来似乎是恒星，但是却有着让人难以理解的光学光谱，它们被天文学家称为类星体。
上世纪60年代末，Lynden-Bell提出，许多星系在其中心都有一个质量高达百万倍到几十亿倍太阳质量的超大质量黑洞。他断言这样一个超大质量的黑洞是过去活跃的 &#34;类星体阶段&#34;的残余物（Lynden-Bell 1969）。同样，银河系也不应例外。两年后, Lynden-Bell 和 Rees（1971）论证了银河系中心存在一个超大质量的黑洞, 并提出甚长基线干涉测量（VLBI）技术很快就能确定银河系中心黑洞的大小。
1974年 2月，Balick & Brown用美国的绿岸射电干涉仪正式探测到对应银河系中心黑洞的致密射电源。（探测与银河系中心黑洞相联系的致密射电源却经历了一个艰难而又妙趣横生的过程，感兴趣的读者可以参阅Goss, Brown & Lo 2003）。此后，人们对该致密射电源提出了不同的命名，但最终只有Sgr A* 这一名称经受住了时间的考验而被人们接受（Brown 1982）。
Brown给出的解释是，这一命名类比了原子物理学中激发态原子的命名方式。
毫不夸张的说，人类认识到“Sgr A*就是对应于银河系中心四百多万倍太阳质量的黑洞的射电源”，代表着我们对星系核理解有了一次根本性的进步。此后的几十年间，人们直接探测该黑洞的渴望不断地助推技术的发展，使人类能够一步步地“接近”黑洞的边缘。
第一张黑洞照片才用时2年，第二张为什么“拍”了5年？
由于EHT合作早在2019年就公布了首次M87黑洞成像的结果（路如森&左文文 2019），此次对银河系中心黑洞的首次成像可以说是人们期待已久的。然而人们不禁会问，既然EHT在2017年4月几乎同时观测了M87* 和Sgr A*, 后者的“照片”为什么如此耗时呢？
因为“冲洗”这张照片的技术难度更大。
一方面，除了前面提到的星际散射中的衍射效应造成的角致宽之外，还存在折射散射的效应，其结果是引入所谓的“折射噪声”会叠加在Sgr A*本身所对应的可见度幅度信息上。
另一方面，更加重要的原因是，Sgr A*靠近黑洞处的射电辐射的图案和亮度会表现出快速变化（典型的变化时标为几分钟），远远短于通常VLBI成像所需要的观测时间（几个小时）。因此对这样的变源进行VLBI图像重建违反了地球自转孔径综合成像的基本假设（路如森等 2016）。
加之目前的望远镜基线覆盖仍然比较稀疏，这些因素叠加在一起，使得重建Sgr A*在事件视界尺度上的图像面临巨大挑战，EHT合作团队不得不开发更复杂的工具来消除散射以及这种结构变化对成像所带来的影响。
由于VLBI重建的图像通常不具有唯一性，EHT合作团队利用与观测数据的特征相一致的仿真数据来“训练”各种成像方法，从而选取成像所需的最优参数集。利用这些最优参数集，我们发现所得到成像中的绝大多数显示了环状结构，其直径、宽度和中心黑暗程度在不同的成像方法和参数选择中是一致的。
然而，重建的图像在其具体形态上显示出了多样性，特别是沿着环的方位角的强度分布。这种多样性是由于EHT目前仍然有限的望远镜基线覆盖再加上Sgr A*的结构变化所造成的。
所有重建的图像可根据其形态分为四个子集，其中三个子集中的图像呈现出环状的结构，只是环的亮度沿方位角的分布不同，而第四个子集中包含了相对数目较小的图像，尽管它们也能与数据吻合，但看起来不像环形。
最终，通过将数千张使用不同成像方法得到的图像平均起来生成了一副Sgr A*的代表性图像 （如图4所示）。
基于对望远镜基线覆盖的情况、时变特征、以及星际散射性质的理解，并结合仿真数据，我们可以说EHT观测数据有力地证明了Sgr A*的图像确实由一个直径为50微角秒的环状结构主导，这与质量为4百万倍太阳质量，距离地球为8kpc的黑洞所预期的“阴影”的大小非常一致。
此次成像结果为银河系中心超大质量黑洞的存在提供了直接证据，并首次将10^3-10^5个引力半径尺度上的恒星轨道动力学测量的预言与事件视界尺度上的图像和时变联系起来。更进一步地，与超大质量黑洞M87∗的EHT成像结果比较，表明了广义相对论的预言在跨越三个质量量级系统中的一致性，充分证明了“天下黑洞一般黑”！
浅谈一下这张照片的意义
[*]这是EHT合作组织继2019年发布人类第一张黑洞照片，捕获了位于更遥远星系M87中央黑洞之后的又一重大突破。
2. 此前，诺贝尔物理学奖颁给了“银河系中心黑洞的发现”。今天EHT发布的照片，就提供了该超大质量黑洞存在的直接视觉证据，首次将10^3—10^5个引力半径尺度上的恒星轨道动力学测量的预言与事件视界尺度上的图像和时变联系起来。
3. 更进一步地，与超大质量黑洞M87∗的EHT成像结果比较，表明了广义相对论的预言在跨越三个质量量级系统中的一致性，充分证明了“天下黑洞一般黑”！
最后，再浅谈一下未来的计划
作为离人类最近的超大质量黑洞，Sgr A*为我们提供了一个检验广义相对论和探索黑洞天体物理的独特实验室。随着此次首张银河系中心黑洞照片的发布，后续的工作将通过偏振观测数据来研究该黑洞周围的磁场，并近一步研究与观测到的X-射线耀斑活动有关的结构变化。
2017年之后，随着新望远镜的加入以及数据记录带宽的不断增加，EHT阵列的灵敏度也在不断得到提升，对Sgr A*这一变源的成像能力在不断增强。
未来随着更多亚毫米波望远镜的加入，有望实现对其24小时不间断的接力成像观测，我们将最终能够实现对该黑洞周围物理环境的动态摄像。在这一方面，（若）建设位于中国的亚毫米波VLBI望远镜并参加相关观测，将会起到很关键的作用。 结果出来了！果然是Sgr A*的照片
直播截图
<hr/>更新：快开始啦！今天（周四）北京时间晚上9点。
<hr/>这一次拍摄的是银河系中心的Sgr A*，或者人马座A*（读作A-star）。19年EHT给M87*拍了一张照片。M87*是位于M87星系（又称室女A星系）中心的超大质量黑洞。M87本身是一个超大球状星系。所以这次拍的和19年拍的不是一个东西，不要搞混了！
非相关专业，仅根据新闻、wiki和综述作简要转述。
Sgr A*简介
Sgr A*是Sgr A的中心，应该是一个超大质量黑洞。Sgr A是银河系银心的强烈无线电波源。它位于人马座，在可见光波段下被银河系旋臂的宇宙尘埃遮蔽。
Sgr A*位于银河系中心 Guardian graphic | Image: HO/AFP/Getty Images.
那射手座是什么呢？
作为射手本座，射手座真的很花心吗？咳咳，不好意思走错片场了，我是想说人马座
Sagittarius as depicted in Urania&#39;s Mirror, a set of constellation cards published in London c.1825. The Terebellum is seen in the back of the centaur
SAGITTARIUS A*, at the Milky Way’s core, lies in the constellation Sagittarius and to the east (left) of Scorpius. The region is rich with star clusters and nebulae. It’s a perfect place to explore with binoculars under dark skies.Sky images: Gerald Rhemann; Constellation outline
2018年，GRAVITY合作组和KECK/UCLA Galactic Center group独立发现了Agr A*附近的一个恒星S2的的近拱点的运动轨迹，证实了广义相对论预测的引力红移。仔细看下图中心有一个亮点突然跑得非常快，这证明了中间有一个黑洞。Reinhard Genzel 和 Andrea Ghez因为对银河系银心超大质量天体（Sgr A*）的观测和Roger Penrose分享了2020年物理诺贝尔奖。
S2的运动轨迹，来自wiki
EHT新闻发布会
原始新闻在这里：
Event Horizon Telescope collaboration to announce groundbreaking Milky Way results on May 12th, 2022, at 13:00 UTSimultaneous press conferences will announce groundbreaking results from the Event Horizon Telescope collaboration, those will be synchronised at 13:00 Universal Time on May 12th, 2022.Those will be held in collaboration with the USA National Science Foundation, the European Southern Observatory, the Joint ALMA Observatory, and other funding agencies and institutions.These events will also be streamed online.
事件视界望远镜（EHT）合作组将于世界时2022年5月12日13时同步通过多个新闻发布会公布突破性结果。美国科学基金委（USA NSF）、欧洲南方天文台（ESO）、智利拉諾德查南托天文台（ALMA）、以及其他多个基金和机构将参与新闻发布会。发布会也会通过流媒体在线直播。
考虑EHT最近相关的文章是这篇：
Persistent Non-Gaussian Structure in the Image of Sagittarius A* at 86 GHz（人马座A* 86 Hz图片的持久化非高斯结构）
ShieldSquare Captcha推测结果应该是EHT拍摄的Sgr A*黑洞的照片。
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