(資料圖)

光明日報北京4月26日電（記者齊芳）2017年，人類為黑洞M87拍攝了一張“特寫”，那是首次拍攝成功黑洞照片。2018年4月14日至15日，來自17個國家和地區(qū)的121位天文學家們，又為M87拍攝了一張“全景”照片。經(jīng)過五年的“沖洗”和分析，這張充分展示黑洞和周圍環(huán)境關系的照片，終于與大家見面了——

由中國科學院上海天文臺路如森研究員領導的國際研究團隊在毫米波段開展新觀測，首次對M87黑洞陰影以及其周圍吸積落入中央黑洞的物質的環(huán)狀結構和強大的相對論性噴流一同進行了成像，表明中央超大質量黑洞附近的吸積流與噴流起源之間的聯(lián)系。此次的觀測結果由全球毫米波甚長基線干涉測量陣列（GMVA）聯(lián)合阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）和格陵蘭望遠鏡（GLT）獲得。相關成果發(fā)表在最新出版的國際學術期刊《自然》上。

M87黑洞“全景”照片。中科院上海天文臺供圖

“以前我們曾在單獨的圖像中分別看到過黑洞和噴流，但現(xiàn)在我們在一個新的波段拍攝了黑洞和噴流的全景圖。”路如森介紹，研究表明，黑洞周圍的物質是在一個被稱為“吸積”的過程中落入黑洞的，但是從來沒有人直接對它進行過成像。“我們之前看到的環(huán)狀結構在3.5毫米波長變得更大、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圍的物理過程。”

GMVA是一個由全球多個望遠鏡組成的陣列。“ALMA和GLT的加入，讓這個陣列形成一臺口徑等效于地球直徑的大望遠鏡，提高了成像能力。”德國馬普射電天文研究所的托馬斯·克里奇鮑姆說，“這讓我們獲得了一個新視角，可以看到噴流是如何從中央超大質量黑洞周圍的環(huán)狀結構中出現(xiàn)的，也可以在另一個波段測量黑洞周圍環(huán)狀結構的直徑。”

新波段的觀測結果告訴我們更多關于黑洞的信息。例如，來自M87的射電輻射是由高能電子和磁場的相互作用產(chǎn)生的，新觀測結果揭示了有關這些電子的位置和能量的更多細節(jié)。再比如，M87不是“很餓”——它消耗物質的速度很低，只將其中一小部分轉化為輻射。來自日本國立天文臺的研究人員補充：“我們還在數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一些令人驚訝的事情：在靠近黑洞的內部區(qū)域，輻射的寬度比預期的要寬。這可能意味著黑洞周圍不僅僅有氣體落入，也可能有一股‘風’吹出來，造成黑洞周圍的湍流和混亂”。

M87居于室女座星系團中央巨橢圓星系的中心，距離地球約5500萬光年，是距離地球最近的黑洞之一。它正處于穩(wěn)定階段，是人類研究得比較多的黑洞。天文學家們表示，進一步的觀測和強大的望遠鏡陣列將繼續(xù)揭開M87的神秘面紗，上海天文臺臺長沈志強研究員說：“例如拍攝更多色的高質量圖像等，將讓我們對黑洞的物理機制有深入的了解。”

《光明日報》（ 2023年04月27日?09版）