天文学家首次拍摄到黑洞喷射强大喷流的图像
由中国科学院上海天文台 (SHAO) 的卢如森博士领导的国际科学家团队使用新的毫米波观测产生了一张图像，该图像首次显示了环状吸积黑洞周围的结构，物质落入黑洞的地方，以及黑洞相关的强大相对论射流。这些图像的来源是著名射电星系 Messier 87 的中央黑洞。
该研究于 4 月 26 日发表在《自然》杂志上。
该图像首次强调了中央超大质量黑洞附近的吸积流与喷流起源之间的联系。新的观测结果是通过全球毫米波超长基线阵列 (GMVA) 获得的，辅以分相阿塔卡马大毫米/亚毫米波阵列 (ALMA) 和格陵兰望远镜 (GLT)。这两个天文台的加入大大增强了GMVA的成像能力。
“以前，我们在不同的图像中同时看到了黑洞和喷流，但现在我们在新波长下拍摄了黑洞及其喷流的全景照片，”卢博士说。
人们认为周围的物质在称为吸积的过程中落入黑洞。但是没有人直接对它进行成像。
据卢说，之前看到的光环在3.5毫米的观测波长处变得越来越大、越来越厚。“这表明落入黑洞的物质会产生额外的辐射，现在在新图像中可以观察到这种辐射。这让我们更全面地了解黑洞附近的物理过程，”卢说。
ALMA 和 GLT 参与 GMVA 观测以及由此带来的洲际望远镜网络分辨率和灵敏度的提高，使得首次在 3.5 毫米波长下对 M87 中的环状结构成像成为可能。GMVA 测量的圆环直径为 64 微角秒，相当于宇航员在月球上看到的地球上小型(5 英寸/13 厘米)自拍环形灯的尺寸。根据对该区域相对论等离子体发射的预期，该直径比事件视界望远镜在 1.3 毫米处观察到的直径大 50%。
“通过将 ALMA 和 GLT 添加到 GMVA 观测中，成像能力大大提高，我们获得了新的视角。我们确实看到了我们从早期 VLBI 观测中了解到的三脊射流，”马克斯普朗克研究所的 Thomas Krichbaum 说波恩的射电天文学 (MPIfR)。“但现在我们可以看到射流是如何从中心超大质量黑洞周围的发射环中出现的，我们也可以在另一个(更长的)波长下测量环的直径。”
M87 发出的光是由高能电子和磁场之间的相互作用产生的，这种现象称为同步辐射。在 3.5 毫米波长下进行的新观察揭示了有关这些电子的位置和能量的更多细节。他们还告诉我们一些关于黑洞本身的性质：它不是很饿。它以低速率消耗物质，仅将一小部分物质转化为辐射。
据中央研究院天文与天体物理研究所浅田启一介绍，“为了了解更大更厚环的物理起源，我们不得不使用计算机模拟来测试不同的场景。结果，我们得出的结论是，更大范围的这个环与吸积流有关。”
日本国家天文台的 Kazuhiro Hada 指出，该团队还在他们的数据中发现了一些“令人惊讶”的东西。“靠近黑洞内部区域的辐射比我们预期的要宽。这可能意味着不仅仅是气体落入。也可能有风吹出，导致黑洞周围出现湍流和混乱，”哈达说。
进一步了解 Messier 87 的探索并未结束，因为进一步的观察和一系列强大的望远镜继续解开它的秘密。韩国天文学和空间科学研究所的 Jongho Park 说：“未来在毫米波长下的观测将研究 M87 黑洞的时间演化，并提供黑洞的多色视图以及射电光中的多色图像。”
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