
有史以来第一张显示黑洞(扩大)阴影和释放的喷流的图像。图片来源:R.-S。 Lu (SHAO)、E. Ros (MPIfR)、S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
这第一张图片最近拍摄过黑洞的影子AI 锐化。这构成了一幅美丽的画面,但更大的故事还在后面。对五年前拍摄的图像进行改进,现在第一次使我们能够在阴影本身的同时看到黑洞喷出的喷流。
尽管黑洞是一种强大的时空扭曲者,甚至连光也无法逃脱,但它们距离几十年前想象的隐形威胁还很远。相反,星系中心的超大质量黑洞被巨大的吸积物包围旋转材料盘他们从星星上肢解了。他们还创造巨大的喷气式飞机垂直于圆盘,将带电粒子加速到接近光速,它们的运动发射出高能光子,亮度如此之高,以至于可以超越它们所来自的整个星系。
多年来,艺术家们一直在渲染黑洞的图像,突出显示这些特征,如下图所示,但捕捉真实的东西却是另一回事。然而,通过结合全球毫米波VLBI阵列、阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列和格陵兰望远镜的观测结果,这正是天文学家所做的。

黑洞、吸积盘以及从其中发射的喷流的典型艺术描绘。图片来源:S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
尽管人们几十年来就知道此类喷流的存在,但人们对产生它们的物理原理仍然知之甚少,发表这张史无前例的图像的国际团队希望他们的工作能够解决这个问题。
“我们知道喷流是从黑洞周围区域喷射出来的,”上海天文台的卢如森博士在一份报告中说道。陈述,“但我们仍然不完全了解这是如何发生的。为了直接研究这一点,我们需要尽可能靠近黑洞观察喷流的起源。”
作者使用 3.5 毫米无线电波来同时观察射流和阴影,而不是用于原始阴影图像的 1.3 毫米无线电波。除了显示射流之外,较长的波长还可以显示比 1.3 毫米处看到的环大 50% 左右的环。这就像只在蓝光下看到一个物体,然后用红色观察它并发现它有更多的东西。
该项目使用的望远镜分别位于北美、欧洲、南美洲和格陵兰岛。天线之间的距离所提供的分辨率相当于整个行星是一个无线电天线。
对于未经训练的人来说,它可能看起来很混乱,但天文学家看到喷流的底部连接到 M87* 周围的吸积盘,M87* 是上镜的超大质量黑洞位于梅西耶 87 星系的中心,距离 5500 万光年。该图像显示了两个明亮区域,与指向相反方向的喷流相关。该论文指出:“在黑洞附近,喷射发射区域的发射剖面比黑洞驱动喷射的预期剖面更宽,这表明可能存在与吸积流相关的风。”
M87* 被选为这次大型合作的对象,同时也是第一张著名图像的主题,因为它距离很近(按照星际标准),而且非常大,质量是太阳的 65 亿倍。射手座A*第二个要成像的黑洞距离我们银河系的中心要近得多,但质量要小一千倍,并且被大量尘埃隐藏。
未来的项目将再次结合来自不同大陆的望远镜来研究其他波长的 M87*。马克斯·普朗克射电天文学研究所的爱德华多·罗斯教授说:“未来几年将是令人兴奋的,因为我们将能够更多地了解宇宙中最神秘的区域之一附近发生的事情。”
该研究发表于自然。