2022 年 5 月，事件视界望远镜 (EHT) 团队发布了 M87 中央黑洞的首张无线电图像。 这是一个惊人的发现，它是基于使用世界范围内的一系列射电望远镜进行的观察得出的。 最近，他们重新发布了一张更新、更清晰的黑洞“光环”图像。
现在，一个来自欧洲、韩国和中国的天文学家团队又向前迈进了一步。 本周，他们发布了这个怪物的另一个惊人视图，这次，无线电发射范围略有不同。 它清楚地显示了超大质量黑洞、它的光环和著名的高速喷流之间的联系。
这张最新的图像是使用大量射电望远镜拍摄的。 他们包括 全局毫米超大基线阵列 (GMVA)， 这 阿塔卡马大毫米阵列 (ALMA)和 格陵兰望远镜 (GLT). 他们的综合观察显示了银河核心周围区域的非常小的细节。 这是该物体的所有三个主要部分第一次出现在同一张图像中。
2018 年进行的观测显示，该区域发射的无线电光波长比 EHT 图像波长更长。 它是 3.5 毫米而不是 1.3 毫米。 “在这个波长下，我们可以看到喷流是如何从中心超大质量黑洞周围的发射环中出现的，”马克斯普朗克射电天文学研究所的托马斯克里奇鲍姆说。 从 M87 流出的物质是一种天体物理喷流。 它包含沿旋转轴高速流出的过热（电离）物质。
全面了解黑洞
要了解最新图像中的结构，我们需要更多地了解它们。 我们知道，星系核心的超大质量黑洞是极其强大的引力井。 没有什么能逃脱，因为它们几乎吸收了附近的一切。 这些怪物的形成还不是很清楚。 但是，我们可以观察他们对社区所做的事情。
在 M87 的情况下，有一个吸积盘将物质汇集到黑洞中。 另一方面，射流帮助一些材料逸出。 理解如此巨大的射流是如何产生的是天文学中一个长期存在的问题。 它可能是周围吸积盘内部某种活动的结果。
射流的形成可能还涉及缠结的磁场。 然而，天文学家仍不清楚所有细节。 “我们知道喷流是从黑洞周围的区域喷射出来的，”中国上海天文台的陆如森说，“但我们仍然不完全了解这实际上是如何发生的。 为了直接研究这一点，我们需要观察射流的起源 close 尽可能进入黑洞。”
新图像还显示了喷流的底部如何与旋转进入黑洞的物质盘相连。 先前的观察显示了该圆盘和射流的不同视图。 因此，这是第一次同时观察到这两种特征。 韩国庆北国立大学和德国马克斯普朗克射电天文学研究所的团队成员 Jae-Young Kim 说：“这张新图像通过同时显示黑洞和喷流周围的区域来完成图片。”
探测环
M87 超大质量黑洞周围的光环是这项研究的另一个引人入胜的部分。 这实际上是一种视错觉。 当物质绕轨道运行时，它会因与其他物质的摩擦以及与磁场的相互作用而变热。 这导致它发光。 黑洞强大的引力作用会弯曲并捕获部分光线。 这创造了一个看起来像戒指的东西。 我们可以在 M87 黑洞的 EHT 图像中看到它。
对环的新观察是在 2018 年进行的，现在与一篇讨论科学的论文（如下）一起发布。 与 EHT 图像相比，GMVA 网络观察到的环的大小大约大 50%。 “为了了解更大更厚环的物理起源，我们必须使用计算机模拟来测试不同的场景，”台湾中央研究院的 Keiichi Asada 解释道。 结果表明，与 EHT 所能观察到的相比，新图像揭示了更多向黑洞坠落的物质。
计划对 M87 的黑洞进行更多观测
这种对喷流和黑洞的新观察是该系统的第一个下一代视图。 未来的研究将继续与联合在一起的射电望远镜网络。 他们将继续探索黑洞与其喷流之间的联系。 “我们计划以不同的无线电波长观察 M87 中心黑洞周围的区域，以进一步研究射流的发射，”马克斯普朗克射电天文学研究所的 Eduardo Ros 指出。
使用这个阵列和 EHT 的同时观测将使团队能够解开超大质量黑洞附近发生的所有复杂行为。 他们不仅会对喷流感兴趣，还会对喷流发射的吸积盘的物理学和活动感兴趣。 “未来几年将令人兴奋，因为我们将能够更多地了解宇宙中最神秘区域之一附近发生的事情，”罗斯说。
