天文学家首次为M87黑洞拍摄“全景”照片

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M87黑洞“全景”照片。中科院上海天文台供图

北京4月26日电 2017年，人类为黑洞M87拍摄了一张“特写”，那是首次拍摄成功黑洞照片。2018年4月14日至15日，来自17个国家和地区的121位天文学家们，又为M87拍摄了一张“全景”照片。经过五年的“冲洗”和分析，这张充分展示黑洞和周围环境关系的照片，终于与大家见面了——

由中国科学院上海天文台路如森研究员领导的国际研究团队在毫米波段开展新观测，首次对M87黑洞阴影以及其周围吸积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，表明中央超大质量黑洞附近的吸积流与喷流起源之间的联系。此次的观测结果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）获得。相关成果发表在最新出版的国际学术期刊《自然》上。

“以前我们曾在单独的图像中分别看到过黑洞和喷流，但现在我们在一个新的波段拍摄了黑洞和喷流的全景图。”路如森介绍，研究表明，黑洞周围的物质是在一个被称为“吸积”的过程中落入黑洞的，但是从来没有人直接对它进行过成像。“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。这使得我们能够更全面地了解黑洞周围的物理过程。”

GMVA是一个由全球多个望远镜组成的阵列。“ALMA和GLT的加入，让这个阵列形成一台口径等效于地球直径的大望远镜，提高了成像能力。”德国马普射电天文研究所的托马斯·克里奇鲍姆说，“这让我们获得了一个新视角，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，也可以在另一个波段测量黑洞周围环状结构的直径。”

新波段的观测结果告诉我们更多关于黑洞的信息。例如，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，新观测结果揭示了有关这些电子的位置和能量的更多细节。再比如，M87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。来自日本国立天文台的研究人员补充：“我们还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，辐射的宽度比预期的要宽。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”。

M87居于室女座星系团中央巨椭圆星系的中心，距离地球约5500万光年，是距离地球最近的黑洞之一。它正处于稳定阶段，是人类研究得比较多的黑洞。天文学家们表示，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，上海天文台台长沈志强研究员说：“例如拍摄更多色的高质量图像等，将让我们对黑洞的物理机制有深入的了解。”（记者齐芳）

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