记者从中科院获悉，通过毫米波波段观测，科学家首次对黑洞阴影及其周围环结构和强大喷流进行成像。 该图像首次显示了中心超大质量黑洞附近的吸积流和喷流。 流源之间的连接。
人类第一张捕捉到的黑洞照片。来源：
M87 是迄今为止已知的最大质量黑洞之一
人类首次“看到”的黑洞位于室女座的巨型椭圆星系M87的中心。 它距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。 它的核心区域有一道阴影，周围环绕着月牙状的光晕。 。
2019年4月10日，科学家首次发布了M87黑洞的图像，此后持续对M87黑洞进行观测和研究。
该研究由中国科学院上海天文台研究员陆如申研究员领导的国际研究团队完成。 该团队利用全球毫米甚长基线干涉阵列（GMVA）天体物理研究所，结合阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和格陵兰望远镜（GLT）获得了观测结果，相关结果发表在国际上学术期刊《自然》26日报道。
“此前，我们在单独的图像中分别看到了黑洞和喷流。这次我们在新的波段拍摄到了黑洞和喷流的全景图，可以看到喷流是如何从中心超大质量黑洞流出的.出现在周围的环形结构中。 陆如深说道。
“这次观测还揭示了M87黑洞的更多细节，有助于更全面地了解黑洞周围的物理过程。” 陆如深说道。
“M87的探索还没有结束，我们将拍摄更多更多色彩的高质量图像，为揭示中心超大质量黑洞形成、加速、准直传播的物理机制之谜做出更多贡献。” M87 及其喷气机。” 中国科学院上海天文台台长沈志强说。
M87黑洞阴影、吸积流和喷流一起成像的全景图。来源：中国科学院上海天文台
这次拍摄到的是黑洞的“全景”
据了解，与“事件视界望远镜”合作组织之前拍摄的照片不同的是，之前的照片都是黑洞的“特写”，人们看到的是黑洞阴影周围的明亮环。中间有黑洞。 这次拍摄的是“全景”。 在这张照片中天体物理研究所，有黑洞、黑洞周围的吸积流以及从吸积盘附近延伸到远处的喷流。 作为事件视界望远镜黑洞照片的延伸，它充分展示了黑洞与其周围环境的关系。
论文第一作者、上海天文台天文学家、中德马克斯·普朗克合作小组组长、论文第一作者卢如申表示，黑洞周围的物质被认为是通过一个称为吸积的过程落入黑洞的，但从未被人们直接想象过。 “我们之前看到的环状结构在 3.5 毫米波长下变得更大更厚。这表明落入黑洞的物质正在产生额外的辐射，这在新图像中可以看到。这使我们能够更全面地了解周围的物理过程黑洞。”
观测结果是由全球毫米甚长基线干涉阵列（GMVA）联合阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和格陵兰望远镜（GLT）获得的。 ALMA和GLT的参与提高了这个洲际望远镜阵列的分辨率和灵敏度。
M87 的无线电辐射是由高能电子和磁场的相互作用产生的，这种现象称为同步辐射。 在 3.5 毫米波长处，新的观测结果揭示了有关这些电子的位置和能量的更多细节。 它们还揭示了黑洞本身的一些本质：它并不是很饥饿。 它以非常低的速度消耗物质，仅将一小部分转化为辐射。
参与观测的16个射电望远镜阵列分布图。来源：中国科学院上海天文台
中国科学家领导的团队拍摄
由中国科学家领导的国际团队首次展示了黑洞和喷流的“全景”照片。
北京大学科维理天文与天体物理研究所所长何子山教授表示，此次基于2019年人类拍摄的第一张黑洞照片，进一步验证了大质量黑洞的存在。 并且通过完整的成像，人们可以进一步了解中心超大质量黑洞附近的吸积流与喷流之间的联系，该黑洞比以前大了近50%，并且有一条长长的“尾巴”。
通过毫米波波段的新观测，中国科学院上海天文台研究员卢如森领导的国际团队首次研究了射电星系M87的黑洞（M87*）阴影，以及环结构和周围物质吸积到中心黑洞中。 强大的相对论性喷流一起成像。 该图像显示了中心超大质量黑洞附近的吸积流与喷流起源之间的联系。
历时五年，克服重重困难
事实上，这张特殊的黑洞新照片拍摄于2018年4月14日至15日。这张照片的冲洗花了五年时间，克服了许多困难。
M87星系的中心黑洞可以驱动巨大能量的喷流，速度接近光速，并延伸到星系之外很远的地方。
根据M87黑洞的质量，科学家可以估计其黑洞事件视界直径约为400亿公里，而冥王星到太阳的距离只有58亿公里。
关于黑洞的形成，目前科学界认为恒星质量黑洞是大质量恒星在演化后期塌缩形成的。 然而，星系中心的超大质量黑洞是如何形成的仍然是个谜。
来源：视觉中国
目前，M87黑洞已经演化到稳定阶段。 科学家利用事件视界望远镜和其他多波段观测数据获得的诸多限制来研究黑洞及其周围环境的现状，但仍然无法回答有关黑洞形成阶段的问题。
未来将拍到“彩色黑洞”和“动态黑洞”
对M87中心黑洞的探索还没有结束，进一步的观测和强大的望远镜阵列将继续揭开它的神秘面纱。
研究小组透露，下一个目标是用事件视界望远镜拍摄“彩色黑洞”。 所谓“颜色”，就是在不同的观测波长下拍摄黑洞的照片。 由于不同波长的电磁辐射揭示了黑洞附近不同的物理过程，因此相比“单色黑洞”，“彩色黑洞”将带来更多信息，帮助人们更好地了解黑洞本身及其与周围环境的关系。 关系。
卢如深说：“我们将拍摄更清晰的3.5毫米照片，结合未来视界望远镜拍摄的更清晰的1.3毫米照片、下一代视界望远镜拍摄的0.8毫米照片，以及里面很长的空间更遥远的未来。通过使用基线干涉测量法在较短波长下拍摄照片，我们可以获得黑洞的“彩色照片”。”
研究小组成员、韩国天文与空间科学研究所的朴正浩表示：“未来的毫米波观测将研究M87中心黑洞的时间演化，并将获得中心黑洞通过组合不同颜色的“无线电光”图像来显示 M87 的区域。“多色视图”。
来源：视觉中国
“这次展示的3.5毫米波长图像代表了最新成果。但为了揭示M87中心超大质量黑洞及其相对论性喷流的形成、加速和准直传播的物理机制之谜，我们需要拍摄更多彩色图像。“高质量的图像，包括0.8毫米或更短的亚毫米波长的黑洞照片，以及波长高达7.0毫米的黑洞和喷流的全景图像，在未来是非常令人兴奋的，”上海天文台台长沈志强说。
研究小组的另一个目标是拍摄“动态黑洞”。 黑洞不是静态的。 它无时无刻不在与周围的环境相互作用，所以当你在不同的时间看它时，它看起来会有所不同。 拍摄“动态黑洞”将解锁空间维度中的时间维度，让人们全面观察和了解黑洞。
至于M87的中心黑洞，由于变化缓慢，需要长期监测才能拍摄到它的变化。 事件视界望远镜在过去几年进行了多次连续成像观测，未来五年还有持续观测计划。 这些观测结果将呈现一部关于 M87 中心黑洞 10 年时间跨度的电影。
卢如深表示：“对于快速变化的银心黑洞，事件视界望远镜目前的望远镜分布不足以实现‘快照模式’的动态摄影，‘丢帧’严重。但随着事件视界望远镜的加入，未来几年更多的望远镜将能够达到所需的时间分辨率并拍摄‘黑洞电影’。”
（海报新闻编辑陈凤起综合新华网、中新网、央视、光明网等）
