一年前，历史被创造了。 全球科学家经过长期艰苦的工作，创造了黑洞事件视界的第一张直接图像，一个名为 M87* 的超大质量怪物，距离我们 5500 万光年。 那张辉煌的、金色的、模糊的图像证实了我们关于。
但当图像出现时，科学并没有停止。一组科学家现在根据我们从 M87* 学到的知识，结合以下预测进行了计算：，以进一步预测有一天我们如何能够更仔细地看到这个物体。
黑洞的引力极其强烈。 它们不仅质量如此之大，以至于即使光速也太慢而无法克服其引力而达到逃逸速度，而且它们还弯曲了它们周围经过的光的路径，超出了事件视界。
如果一个经过的光子距离太近，它就会被困在围绕光子的轨道上。。 这创造了所谓的“光子环”或“光子球”，一个完美的光环预计将围绕黑洞，位于吸积盘的内缘内部，但在事件视界之外。
这也称为最内稳定轨道，您可以在下图中看到它，由天体物理学家 Jean-Pierre Luminet 于 1978 年创建。
（让-皮埃尔·卢米内）
黑洞周围环境的模型表明，光子环应该创建一个由无限光环组成的复杂子结构——有点像你在黑洞中看到的效果。无限镜。
“黑洞的图像实际上包含一系列嵌套的环，”天体物理学家迈克尔·约翰逊解释道哈佛-史密森天体物理学中心的教授。
“每个连续的环都具有大致相同的直径，但变得越来越清晰，因为它的光在到达观察者之前绕黑洞运行了更多次。通过当前的 EHT 图像，我们已经瞥见了图像中应该出现的全部复杂性。任何黑洞。”
（事件视界望远镜）
在 M87* 历史性的第一张图像（上图）中，我们可以看到吸积盘 - 这是发光的橙金色部分。 中心的黑色部分是黑洞的阴影。 我们实际上看不到光子球，因为环非常精细，分辨率不够高，无法看到，但它应该位于黑洞阴影的边缘。
要是我们可以看到它，那个环会告诉我们关于黑洞的非常重要的事情。 环的大小可以告诉我们黑洞的质量、大小和旋转。 我们可以从吸积盘中确定这些，但光子环将使我们能够进一步限制数据，以进行更精确的测量。
“每个子环都由光子组成，这些光子在被光子壳从宇宙任何地方收集后被透镜射向观察者屏幕，”研究人员在论文中写道。
“因此，在没有吸收的理想化环境中，每个子环都包含整个宇宙的独立的、指数缩小的图像，随后的每个子环都捕获了较早时间的可见宇宙。
“总的来说，这组子环类似于电影的帧，捕捉了从黑洞看到的可见宇宙的历史。”
因此，约翰逊和他的团队使用模型来确定在未来观测中检测光子环的可行性。 他们发现这是可以做到的，尽管并不容易。
M87* 成像是一项独创性与合作的壮举。 世界各地的望远镜共同创造了一个超长基线干涉仪称为事件视界望远镜，可以计算阵列中望远镜之间的精确距离和时间差，以将它们的观测结果拼接在一起。 用非常非常简单的话来说，它就像拥有一个地球大小的望远镜。
“真正令我们惊讶的是，虽然嵌套子环在图像上肉眼几乎无法察觉，即使是完美的图像，但它们对于称为干涉仪的望远镜阵列来说是强烈而清晰的信号，”约翰逊说。
“虽然捕捉黑洞图像通常需要许多分布式望远镜，但子环非常适合仅使用两个相距很远的望远镜进行研究。在事件视界望远镜中添加一台太空望远镜就足够了。”
（NASA/Xander89/维基共享资源，CC BY 3.0）
将望远镜放入近地轨道是一个很好的开始，但只能让我们清楚地看到其中一个环。
为了探测第二个子环，你必须走得比近地轨道更远一点，在上面放一个望远镜。 第三个，甚至更远，在月球之外，处于由日地引力相互作用产生的稳定位置，称为“拉格朗日点，上图中的L2。
这些都不是不可行的。 美国宇航局正在计划一项载人登月任务。 我们已经有一些卫星位于 L2。 显然，这不会发生在明天，但这是下一代事件视界望远镜的一个令人兴奋的目标。
该研究发表于科学进步。
