冲洗耗时5年!科学家首次公布黑洞“全景”照片(组图)

M87黑洞长什么样？从人们印象中的“红色加热器”，到如今有了更多的细节。

据央视新闻4月27日消息，2019年4月，“事件视界望远镜”合作组织EHT发布了人类历史上第一张黑洞照片，引发了全球高度关注，该黑洞被称为M87，其酷似甜甜圈的形象给人们留下了十分深刻的印象。

近日，中国科学院上海天文台路如森研究员领导的国际科研团队在M87黑洞的成像研究方面取得最新进展，成功实现了对M87黑洞及其周围吸积流和喷流的共同成像探测。这一成果北京时间4月26日晚在国际学术期刊《自然》在线发表。

在这次对黑洞的研究中，中科院上海天文台领导的国际科研团队利用全球各地的总共16个观测台站，在不同于此前事件视界望远镜的观测频段，完成了成像与科学分析，实现了对M87黑洞及其周围吸积流和喷流的共同成像探测，给该黑洞及其周围的“环境”拍摄了“全景照”，并首次显示出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。

16个参与观测的台站。MPIfR/Helge Rottmann 图

中国科学院上海天文台路如森研究员介绍，与之前的事件视界望远镜拍摄的M87黑洞的首张照片相比，我们可以看到这张新照片上这个所谓的“甜甜圈”，它是比之前的结果大了50%，这是一个主要的结果。并且不单是看到了这个“甜甜圈”，在这里我们还可以看到，此时这个黑洞不再孤单，我们还看到了黑洞喷发的喷流。

据了解，与此前“事件视界望远镜”合作组织拍摄的照片不同的是，之前的是黑洞的“特写”，人们能够看到的是亮环围绕着中间的黑洞阴影。而这次拍摄到的则是“全景”，在这张照片中有黑洞、黑洞周围的吸积流以及从吸积盘附近延伸向远处的喷流。作为事件视界望远镜黑洞照片的拓展，充分展现了黑洞和它周围环境的关系。

据澎湃新闻，上海天文台的天文学家、中德马普伙伴小组组长、论文的第一作者路如森表示，黑洞周围的物质被认为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。”

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。

ALMA和GLT的参与提高了这个洲际望远镜阵列的分辨率和灵敏度。

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。它们还揭示了一些关于黑洞本身的性质：它不是“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。



M87黑洞阴影和强大喷流一起成像。上海市天文台 供图

北京大学科维理天文与天体物理研究所所长何子山教授介绍，这次是在2019年人类首张黑洞照片的基础上，进一步验证了大质量黑洞的存在。并通过完整的成像，使人们进一步了解了中央超大质量黑洞附近的吸积流与喷流之间的联系。



图片来源：央视新闻

值得注意的是，实际上，这张特殊的黑洞新照片是在2018年4月14日至15日拍摄的。一张照片的冲洗耗时五年，克服了许多难题。



△最新拍摄的M87黑洞及喷流照片

M87是目前宇宙中所知质量最大的黑洞之一，其质量是太阳质量的65亿倍。它位于梅西耶87星系——即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。M87星系的中心黑洞能驱动能量巨大的喷流，速度接近光速，可以延展至星系以外很远处。



M87黑洞全景艺术想象图。上海天文台 供图

根据M87黑洞的质量，科学家可以估算出它的黑洞事件视界直径约为400亿公里，而冥王星到太阳的距离也仅为58亿公里。

关于黑洞的形成，科学界目前认为恒星质量级的黑洞是由大质量恒星演化晚期坍缩形成，但星系中央的超大质量黑洞是如何形成的，仍是未解之谜。目前M87黑洞已演化到了稳定阶段，科学家们利用事件视界望远镜及其它的多波段观测数据得到的诸多限制来研究黑洞及其周围环境的现状，但仍无法回答黑洞形成阶段的问题。 阅读原文