中國青年報(bào)客戶端北京4月27日電（中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 張渺）還記得人類首次“看見”的M87黑洞嗎？如今它有了“全景照”。記者今天從中國科學(xué)院獲悉，由該院上海天文臺(tái)路如森研究員領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)，利用全球毫米波甚長基線干涉測量陣列（GMVA），聯(lián)合阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）和格陵蘭望遠(yuǎn)鏡（GLT），首次在3.5毫米波長對(duì)M87黑洞周圍的環(huán)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了成像。

圖像首次表明了中央超大質(zhì)量黑洞附近的吸積流與噴流起源之間的聯(lián)系，相關(guān)成果4月26日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

“以前我們?cè)趩为?dú)的圖像中分別看到過黑洞和噴流，但現(xiàn)在我們?cè)谝粋€(gè)新的波段拍攝了黑洞和噴流的全景圖?！闭撐牡谝蛔髡呗啡缟f，“我們之前看到的環(huán)狀結(jié)構(gòu)在3.5毫米波長變得更大、更厚。這表明在新的圖像中可以看到落入黑洞的物質(zhì)產(chǎn)生了額外的輻射。這使得我們能夠更全面地了解黑洞周圍的物理過程?！?/p>

【資料圖】

M87黑洞全景照。中科院上海天文臺(tái)供圖

據(jù)路如森介紹，黑洞周圍的物質(zhì)被認(rèn)為是在一個(gè)被稱為吸積的過程中落入黑洞的。在這之前，從來沒有人直接對(duì)它進(jìn)行過成像。

據(jù)了解，GMVA測得的環(huán)狀結(jié)構(gòu)直徑為64微角秒，相當(dāng)于月球上的宇航員回望地球時(shí)看到一個(gè)13厘米的環(huán)形補(bǔ)光燈的大小。這個(gè)直徑比4年前事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）在1.3毫米觀測中所看到的環(huán)狀結(jié)構(gòu)要大50%，符合對(duì)該區(qū)域相對(duì)論等離子體輻射的預(yù)期。

“通過在GMVA觀測中加入ALMA和GLT，大大提高了成像能力，我們獲得了一個(gè)新的視角。我們確實(shí)看到了我們?cè)谠缙赩LBI觀測中了解到的三齒狀的噴流?！蔽挥诘聡ǘ鞯鸟R普射電天文研究所的托馬斯﹒克里奇鮑姆說，“但是，現(xiàn)在我們可以看到噴流是如何從中央超大質(zhì)量黑洞周圍的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的，而且我們現(xiàn)在也可以在另一個(gè)波段測量黑洞周圍環(huán)狀結(jié)構(gòu)的直徑。”

來自M87的射電輻射是由高能電子和磁場的相互作用產(chǎn)生的，這種現(xiàn)象被稱為同步輻射。在3.5毫米波長，新的觀測結(jié)果揭示了有關(guān)這些電子的位置和能量的更多細(xì)節(jié)。它們還告訴研究者一些關(guān)于黑洞本身的性質(zhì)：它不是“很餓”，消耗物質(zhì)的速度很低，只將其中一小部分轉(zhuǎn)化為輻射。

據(jù)研究者解釋，為了了解這個(gè)更大、更厚的環(huán)的物理來源，他們不得不使用計(jì)算機(jī)模擬來測試不同的情況。最終研究者得出結(jié)論，“亮環(huán)的較大范圍與吸積流有關(guān)”。 此外在靠近黑洞的內(nèi)部區(qū)域，輻射的寬度比預(yù)期的要寬。這可能意味著黑洞周圍不僅僅有氣體落入，也可能“有一股風(fēng)吹出來，造成黑洞周圍的湍流和混亂”。

對(duì)M87的探索并沒有結(jié)束，因?yàn)檫M(jìn)一步地觀測和強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡陣列將繼續(xù)揭開它的神秘面紗。未來毫米波觀測將研究M87黑洞的時(shí)間演變，并且將通過結(jié)合不同顏色的“射電光”的圖像來獲得M87中心黑洞區(qū)域的多色視圖。

“此次展現(xiàn)的3.5毫米波長圖像可以說是代表了當(dāng)前的最新成就。但為了揭示M87中央超大質(zhì)量黑洞及其相對(duì)論性噴流的形成、加速、準(zhǔn)直傳播的物理機(jī)制之謎，我們需要拍攝更多色的高質(zhì)量圖像，包括在0.8毫米或更短的亞毫米波波長的黑洞照片，以及在長至7.0毫米波長的黑洞和噴流的全景圖像，未來非常令人期待?！敝锌圃荷虾Ｌ煳呐_(tái)臺(tái)長沈志強(qiáng)研究員說。