（北京27日讯）4年多前，事件视界望远镜（EHT）曾成功拍摄到室女座星系团中超大质量星系M87黑洞，人类首张黑洞照片——它看起来像是一个“甜甜圈”。如今天文学家又有新的重大发现。
综合中新社等媒体报导，由中国科学院上海天文台研究员路如森领导的国际研究团队，利用在3.5毫米波段开展的新观测，首次对射电星系M87的黑洞阴影，及其周围显示落入中央黑洞的物质的环状结构和强大的相对论性喷流一同进行了成像。
黑洞阴影及喷流首次同框
该黑洞阴影与强大喷流同框的“全景图”为首次在3.5毫米波长实现成像，也首次表明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。
北京时间周三夜间，相关成果对外公布，并发表在新一期出版的《自然》杂志。
论文第一作者路如森研究员介绍说，通常认为，黑洞周围的物质是通过吸积的过程中落入黑洞的，但科学家从未直接对它进行过成像。
此次M87图像观测由全球毫米波甚长基线干涉测量阵列（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）进行。两个观测台站的加入，大大增强了全球毫米波甚长基线干涉测量阵列的成像能力，首次在3.5毫米波长对M87黑洞周围的环状结构进行了成像。
“以前我们曾在单独的图像中分别看到过黑洞和喷流，这次，我们在新波段拍摄了黑洞和喷流的全景图。”路如森说。“我们之前看到的环状结构，在3.5毫米波长变得更大、更厚。这表明在新的图像中可以看到落入黑洞的物质产生了额外的辐射，让我们更全面地了解黑洞周围的物理过程。”
科学家们观测到M87黑洞在3.5毫米的图像也呈现“甜甜圈”形态，比此前EHT在1.3毫米观测到的“甜甜圈”大了近50%。并且看到从“甜甜圈”向远处延展的“尾巴”，它是黑洞的喷流。
路如森通俗解释说：“EHT拍摄的照片是黑洞的‘特写’，看到亮环围绕著中间的阴影。此次我们拍摄到黑洞的‘全景’，照片中有黑洞、黑洞周围的吸积流，以及从盘附近延伸向远处的喷流。这张照片作为EHT照片的拓展，充分展现了黑洞和它周围环境的关系。”
揭示黑洞本身不是“很饿”
这次发表的M87黑洞新照片是在2018年4月14日至15日拍摄，经过复杂的数据处理和成图过程，以及反复验证和确认结果，最终历时5年“冲洗”完成并呈现出这张史无前例的新图像。
论文共同作者、德国马普射电天文研究所托马斯·克里奇鲍姆认为，“现在我们可以看到喷流是如何从中央超大质量黑洞周围的环状结构中出现的，而且也可以在另一个波段测量黑洞周围环状结构的直径”。
中科院上海天文台团队指出，在3.5毫米波长，新的观测结果还揭示出一些关于黑洞本身的性质：它不是“很饿”，其消耗物质的速度很低，只将其中一小部分转化为辐射。
未来将拍摄“彩色黑洞”“动态黑洞”
论文共同作者、日本国立天文台秦和弘表示：“在数据中发现了一些令人惊讶的事情。在靠近黑洞的内部区域，辐射的宽度比预期要宽。这可能意味著黑洞周围不仅仅有气体落入，也可能有一股‘风’吹出来，造成黑洞周围的湍流和混乱。”
进一步的观测和强大的望远镜阵列，将继续揭开M87的神秘面纱。未来，毫米波观测将研究M87黑洞的时间演变，并将结合不同颜色的“射电光”图像，获得M87中心黑洞区域的多色视图。
中科院上海天文台研究团队表示，黑洞“特写”和“全景”照片虽已完成拍摄，但天文学家对M87黑洞的探索并没有结束，后续进一步的观测和未来更强大的望远镜阵列将继续揭开它的神秘面纱。
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