超大質量源錢德拉 X 射線望遠鏡和甚大陣列的合成圖像顯示了 M87 星系中的氣體和恆星，給出了該星系超大質量黑洞質量的不同數字。
N.維爾納，E.百萬等人/KIPAC/CXC/NASA, F. 歐文/NSF/AUI/NRAO
黑洞的大小就是它對其恆星所做的事情。
這是天文學家從，由國際望遠鏡團隊於 4 月 10 日發布（SN 在線：2019 年 4 月 10 日）。該圖像證實，M87 星系中心的超大質量黑洞的質量接近天文學家對附近恆星軌道的預期，從而解決了關於如何最好地測量黑洞質量的長期爭論。
M87中的黑洞距離地球約5500萬光年，是第一個通過三種精確方法計算質量的黑洞：測量恆星的運動、周圍氣體的漩渦，以及現在藉助事件視界望遠鏡成像項目測量黑洞陰影的直徑。
1978 年，第一個跟踪圍繞大引力中心旋轉的恆星運動的質量估計發現，恆星一定繞著質量約為太陽 50 億倍的物體運行。 2011 年，使用類似的恆星技術進行了更精確的估計，將其重量提高到太陽質量的 66 億倍。
與此同時，天文學家在 1994 年通過追踪比恆星更靠近黑洞的氣體如何圍繞這個龐然大物旋轉，做出了另一項估計。該技術表明黑洞的質量為 24 億太陽質量，並於 2013 年修正為 35 億太陽質量。
多年來，人們並不清楚哪種技術更接近事實。
現在，EHT 圖片顯示黑洞周圍由氣體和塵埃組成的橙色發光環已經解決了這個衝突。根據愛因斯坦的廣義相對論，圖像中心的暗空間（黑洞的陰影）的直徑與其質量直接相關。
“更大的黑洞投射出更大的陰影，”EHT 團隊成員、哈佛史密森天體物理中心的天體物理學家邁克爾·約翰遜 (Michael Johnson) 4 月 12 日在麻省理工學院的一次演講中說道。 “簡單檢查一下，我們就可以看出這些[質量測量方法]中的一種或另一種是否正確。” M87黑洞的陰影產生了380億公里的直徑，這讓天文學家可以計算出65億個太陽的質量——非常接近恆星運動所暗示的質量。
陰影的大小也否定了黑洞是一個想法，時空中遙遠點之間的理論橋樑（SN：2014 年 5 月 31 日，第 14 頁16）。如果 M87 的黑洞是蟲洞，理論預測它看起來應該比實際要小。約翰遜說，“這是對廣義相對論的驚人證實”。 “我們立即排除所有這些奇異的可能性。”
未參與 EHT 項目的耶魯大學天體物理學家 Priyamvada Natarajan 表示，大規模確認可能會增強人們對當前黑洞如何形成的模擬的信心。大多數黑洞質量估計已經使用恆星技術，部分原因是更容易從更遠的地方追踪星系的恆星。
另外兩個黑洞的質量已通過多種方式測量，即銀河系黑洞射手座A*以及星系NGC 4258的黑洞，也表明星法效果更好。 “這三個案例現在讓我們重新對我們當前的方法產生了信心，”納塔拉詹說。
這種信念無法解決最緊迫的黑洞問題，例如在早期宇宙中——至少不是馬上（SN 在線：2018 年 3 月 16 日）。 M87 黑洞質量的氣體與恆星測量結果僅相差兩倍，這不足以解釋它最初是如何變得如此巨大的。黑洞的質量最多可以在大約一百萬年內增加一倍。
“我們不知道的是如何在十億年內形成超大質量黑洞，”前加州理工學院物理學家漢納洛爾·格爾林-鄧斯莫爾（Hannalore Gerling-Dunsmore）說，他將於今年晚些時候加入科羅拉多大學博爾德分校。她並不在 EHT 團隊中。 “既然你都這麼大了，朋友之間的一百萬年又算什麼呢？”
