中国科学家领衔拍到黑洞「尾巴」照片更新

《北京日报》客户端27日报导，2017年事件视界望远镜（Event Horizon Telescope EHT）曾成功拍摄到M87黑洞的照片——看起来像是个「甜甜圈」。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。图象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。相关成果26日对外公布，并发表在新一期出版的国际期刊《自然》杂志。

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。本次观测由全球毫米波甚长基线干涉测量数组（GMVA）联合阿塔卡马大型毫米／亚毫米数组（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数组的成像能力，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。

路如森说：「以前我们曾在单独的图象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。」「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，在新的图象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。」

全球毫米波甚长基线干涉测量数组测得的环状结构的直径为64微角秒，相当于月球上的太空人回望地球时，看到一个直径13厘米的环形补光灯。这比此前事件视界望远镜在1.3毫米观测中所看到的环状结构要大50%，符合对该区域相对论等离子体辐射的预期。

来自M87的射电辐射是由高能电子和磁场的相互作用产生的，这种现象被称为同步辐射。在3.5毫米波长，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。观测还发现，黑洞并不是「很饿」——它消耗物质的速度很低，只将其中一小部分转化为辐射。科研团队表示，通过电脑模拟测试，他们得出结论，亮环的较大范围与吸积流有关。

来自日本国立天文台的研究者表示，「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。这可能意味着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数组，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」图象，获得M87中心黑洞区域的多色视图。

中科院上海天文台台长沈志强表示，此次展现的3.5毫米波长图象，代表了当前的最新成就。但为了揭示M87中央超大质量黑洞及其相对论性喷流的形成、加速、准直传播的物理机制之谜，还需要拍摄更多色的高品质图象，包括在0. 8毫米或更短的亚毫米波波长的黑洞照片，以及长至7.0毫米波长的黑洞和喷流的全景图象，「未来非常令人期待！」