简而言之
2026年11月11日，《自然》（Nature）上的一项研究独立证实了2019年著名的M87黑洞照片中的光环：澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的一个四人团队用新方法重新分析了事件视界望远镜的数据，还原出一个宽42.2微角秒的光环，对应质量约65亿个太阳 [1][2]。
要点
- 2026年11月11日发表的《自然》论文报告，M87*周围有一个环状阴影，角直径为42.2 ± 1.5微角秒 [1]。
- 这一大小对应的黑洞质量为6.5 ± 0.5 × 10^9个太阳，与2019年随照片公布的数字一致 [1][6]。
- 这种名为GenDIReCT的方法，使用闭合不变量（可抵消校准误差的数据组合），以及一个用与天文无关的图像训练的AI模型 [1][2]。
- 它在事件视界望远镜2017年、2018年和2021年的数据中都还原出了这个光环 [1]。
- 事件视界望远镜合作组织的主任洛朗·卢瓦纳尔（Laurent Loinard）称这一结果是独立验证，并表示欢迎 [2]。
- 这项研究并未测量黑洞的自旋 [1]。
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M87黑洞照片得到证实了吗？
是的。2026年11月11日发表在《自然》上的一项研究，独立复现了事件视界望远镜2019年拍摄的M87星系黑洞照片中首次出现的环形阴影 [1][2]。作者来自澳大利亚国家科学机构CSIRO，他们在论文中写道，其方法“毫不含糊地”再现了环状形态 [1]。
团队成员萨缪尔·莱（Samuel Lai）、尼特亚南丹·蒂亚加拉詹（Nithyanandan Thyagarajan）、艾薇·黄（Ivy Wong）和福伊沃斯·迪亚科吉安尼斯（Foivos Diakogiannis），把一种新的成像方法应用于公开的EHT测量数据 [1][3]。“当我们把它用于原始的事件视界望远镜数据集时，发现黑洞的大小和形状与历史性的EHT照片几乎一模一样，”莱说，并补充道：“重要的是，我们的模型并不知道黑洞长什么样” [2]。
莱称这是“对EHT图像首次真正独立的验证” [2]。CSIRO表示，这些发现增强了人们的信心：这个光环是真实的天体物理特征，而不是图像重建过程产生的假象 [2][3]。
两者在规模上的反差十分醒目。2019年的照片出自数百名科学家之手；欧洲南方天文台（ESO）当时表示，EHT合作组织有200多名研究人员参与 [2][6]。而这次验证却出自四人小组。据The Register报道，莱是CSIRO西澳大利亚的博士后研究员 [5]；论文以开放获取方式发表，任何人都可以阅读 [1]。
科学家为什么曾怀疑M87黑洞照片？
因为把EHT数据变成图像需要大量处理，而不同的处理选择会得出不同的结果 [1][4]。《自然》论文指出，各种分析和成像方法对M87*的精细细节给出了相互矛盾的图景，一些外部分析甚至对其基本的环状形态提出了质疑 [1]。
根本问题在于数据稀疏。EHT把遍布全球的射电望远镜连接起来，模拟出一台地球大小的望远镜，这种技术称为甚长基线干涉测量 [2][6]。但由于只有寥寥几个观测站，测量数据存在大量空缺，因此作者写道，图像重建是“一个约束不足的问题”，对校准、算法和参数设置都很敏感 [1]。
据《新科学家》（New Scientist）报道，大多数重新分析都得到了相似的光环，但2022年发表的一项分析却完全没有发现光环 [4]。“这就像站在自家后院，试图给月球上的一个甜甜圈拍照，”莱这样形容这项挑战 [2]。
新研究是如何验证M87照片的？
它只使用可抵消仪器误差的测量值，并借助一个从未见过黑洞的AI模型，从零开始重建图像 [1][2]。方法概述如下：
- 用三元组，而非成对数据：标准分析把两两望远镜的数据组合起来，而CSIRO的方法则组合三台望远镜的数据，从而消除这些误差，蒂亚加拉詹解释说 [2][4]；论文指出，这样得到的测量值带有不受校准影响的“纯粹形态信息” [1]。
- 闭合不变量：论文把这类与校准无关的测量称为“闭合不变量”，它是射电天文学家已在使用的闭合相位和闭合振幅的统一形式 [1]。
- 未经黑洞训练的生成式AI：该算法GenDIReCT是一个潜在扩散模型，论文称其是用与天文无关的图像训练的 [1][4]。方法部分说明，训练集是经过增强的CIFAR-10自然图像，外加包括环形和月牙形在内的简单几何形状；作者报告称，不加这些形状进行训练也没有明显差别 [1]。
- 交叉验证：团队还对同一数据拟合了简单的几何形状，测得平均直径为42.3 ± 1.1微角秒，与由图像得到的42.2 ± 1.5相符 [1]。
迪亚科吉安尼斯称赞莱让AI的一部分做到了“在重建每幅图像的同时学习”，并由针对该次观测的望远镜测量数据加以引导 [2]。
M87黑洞有多大？
新研究根据宽42.2 ± 1.5微角秒的光环，推算出其质量为太阳的6.5 ± 0.5 × 10^9倍 [1]。这与2019年4月10日首张照片发布时给出的65亿个太阳质量一致 [6]。
这个光环究竟是什么？《自然》论文把它描述为来自中心超大质量黑洞周围发射区的、经引力透镜效应和红移的辐射，中央是暗黑的阴影 [1]。ESO在2019年称，这个阴影是由事件视界对光线的引力弯曲和捕获造成的 [6]。它的大小主要取决于黑洞的质量和距离，这就是把测得的角度换算成质量估值的原理，用作者的话说是“假设采用标称缩放参数” [1]。
1微角秒是1角秒的百万分之一，是极其微小的角度。该黑洞位于5500万光年之外，处在室女座星系团中的大质量星系梅西耶87（Messier 87）的中心 [6]。论文给出的距离为16.8 Mpc（百万秒差距） [1]。
光环在南侧或西南侧更亮，与模拟合成图像的最佳匹配对应的倾角，是距朝向我们的喷流约20度，论文称这与此前43 GHz射电观测得到的17.2 ± 3.3度大体一致 [1]。作者报告说，光环的朝向在2017年至2018年间沿逆时针方向发生了偏移，他们将其归因于湍流吸积，不过他们也表示，2017年的这一趋势可能部分源于4月5日和6日的覆盖稀疏 [1]。
这项研究没有做到的是：它无法限定黑洞的自旋有多快。论文指出，最佳图像匹配倾向于非零自旋，与此前EHT的分析一致，但无法确定其大小 [1]。
这项研究使用了哪些数据？
使用的是三个年份观测所得的、波长为1.3毫米的公开EHT测量数据：2017年、2018年和2021年 [1]。
拍出那张著名照片的2017年观测活动，共有四个观测日（4月5日、6日、10日和11日）。2018年和2021年则各有两天 [1]。团队重点采用了每年质量最好的一天，即2017年4月11日、2018年4月21日和2021年4月18日，并报告说它们都给出了尺度约为40微角秒的紧凑光环 [1]。
作为对比，团队还用公开的eht-imaging处理流程，复现了EHT合作组织的一幅参考重建图像 [1]。2017年最初的观测使用了八台望远镜，它们位于包括夏威夷和墨西哥火山在内的高海拔地点，每台望远镜每天产生约350太字节的数据 [6]。The Register指出，2019年的测量数据来自八台望远镜，站点包括智利、美国和南极洲 [5]。
使用多年的数据很关键：处理过程中的假象不太可能在相互独立的数据集中以同样的方式出现，EHT主任卢瓦纳尔也指出，GenDIReCT“在多个年份中都还原出了M87*的环状结构” [2]。
这证明了广义相对论吗？
它强化了一项重要证据，但本身并不能证明一个理论 [1][4]。这个光环是被黑洞引力弯曲并发生红移的光，正如广义相对论所预言的那样 [1]。首张照片发布时，EHT科学委员会主席海诺·法尔克（Heino Falcke）在ESO的新闻稿中说，这个阴影是“爱因斯坦广义相对论所预言、我们此前从未见过的东西” [6]。
《新科学家》把这一新结果描述为，对广义相对论准确描述黑洞周围时空的关键确认 [4]。《自然》论文则更为克制：它确认了光环及其大小，并把图像与黑洞周围炽热磁化气体的模拟结果相比较，以估算观测视角 [1]。
科学的进步在一定程度上正是依靠这类由小型独立团队完成的验证。卢瓦纳尔说：“独立验证是科学过程的核心，对于像事件视界望远镜这样新颖的成果来说尤其宝贵” [2]。想了解用新方法检验老问题的另一个例子，请参阅Coldest Temperature Ever: 10 Picokelvin in Space Explained，以及Euclid Telescope Data Release: What ESA's New Map Shows。
黑洞成像接下来会怎样？
CSIRO表示，该方法可以应用到天文学之外，而EHT合作组织则把它视为整个学界可用的工具 [2][3]。
- 其他目标：论文称，GenDIReCT还在活动星系3C 279和半人马座A（Centaurus A）的EHT数据上，以及EHT和ngEHT阵列的合成数据上做过测试 [1]。
- 天文学之外：蒂亚加拉詹表示，这项技术有助于改进医学成像和地震测绘；这些只是潜在用途，并未得到演示 [2][3]。
- 更丰富的工具箱：卢瓦纳尔说，这样的研究“丰富了整个学界可用的工具箱” [2]。
对报道中有关AI的说法要保持警惕。这里的AI是帮助根据真实测量重建图像，并没有凭空创造出黑洞。How to Tell if an Image or Video Is AI-Generated: Signs, Tools and Limits 介绍了如何识别真正的伪造图像。艾薇·黄说，这个项目“始于办公室同事之间的一次交谈” [2]。
常见错误
常见问题
这项研究使用了哪些数据？
2017年、2018年和2021年公开的1.3毫米EHT数据 [1]。
术语表
- M87*
- 位于梅西耶87星系中心的超大质量黑洞。
- 事件视界望远镜
- 由全球射电望远镜组成的网络，协同工作，相当于一台地球大小的虚拟望远镜。
- 甚长基线干涉测量
- 把相距遥远的射电望远镜的信号结合起来，以获得极高分辨率的方法。
- 闭合不变量
- 可抵消望远镜校准误差的干涉测量值组合。
- 微角秒
- 1角秒的百万分之一，是天空中极其微小的角度。
来源
- Independent interferometric observable confirms black hole shadow in M87* Nature · 2026-11-11
- New CSIRO technique confirms iconic black hole image CSIRO · 2026-11-12
- New technique confirms iconic black hole image Australia Telescope National Facility (CSIRO) · 2026-11-12
- Re-analysis of black hole data proves iconic ring shape really is there New Scientist · 2026-11-11
- Scientists check their work and confirm it with update on iconic black hole image The Register · 2026-11-11
- Astronomers Capture First Image of a Black Hole ESO · 2019-04-10
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