中國(guó)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(jiàn)”的M87黑洞嗎？如今它有了“全景照”。記者今天從中國(guó)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(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，利用全球毫米波甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)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(zhǎng)對(duì)M87黑洞周?chē)沫h(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(guó)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(guò)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(shuō)，“我們之前看到的環(huán)狀結(jié)構(gòu)在3.5毫米波長(zhǎng)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?chē)奈锢磉^(guò)程。”

【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?chē)奈镔|(zhì)被認(rèn)為是在一個(gè)被稱為吸積的過(guò)程中落入黑洞的。在這之前，從來(lái)沒(méi)有人直接對(duì)它進(jìn)行過(guò)成像。

據(jù)了解，GMVA測(cè)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(cè)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(guò)在GMVA觀測(cè)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(cè)中了解到的三齒狀的噴流?！蔽挥诘聡?guó)波恩的馬普射電天文研究所的托馬斯﹒克里奇鮑姆說(shuō)，“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?chē)沫h(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(cè)量黑洞周?chē)h(huán)狀結(jié)構(gòu)的直徑?！?/p>

來(lái)自M87的射電輻射是由高能電子和磁場(chǎng)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(zhǎng)，新的觀測(cè)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(lái)源，他們不得不使用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)測(cè)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?chē)粌H僅有氣體落入，也可能“有一股風(fēng)吹出來(lái)，造成黑洞周?chē)耐牧骱突靵y”。

對(duì)M87的探索并沒(méi)有結(jié)束，因?yàn)檫M(jìn)一步地觀測(cè)和強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡陣列將繼續(xù)揭開(kāi)它的神秘面紗。未來(lái)毫米波觀測(cè)將研究M87黑洞的時(shí)間演變，并且將通過(guò)結(jié)合不同顏色的“射電光”的圖像來(lái)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(zhǎng)圖像可以說(shuō)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(zhǎng)的黑洞照片，以及在長(zhǎng)至7.0毫米波長(zhǎng)的黑洞和噴流的全景圖像，未來(lái)非常令人期待?！敝锌圃荷虾Ｌ煳呐_(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)研究員說(shuō)。