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編譯：王茸

校對(duì)：王婧彧申振宇

審閱：李宜驊

美編：徐玖坤

后臺(tái)：李子琦

“令人驚嘆的是，我們正在逐步整合多波段觀測(cè)取得的突破性成果，從而完整描繪出噴流源區(qū)的全貌。”

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的M87*及其形似宇宙噴槍的噴流

圖像來源：NASA, ESA, A. Lessing (斯坦福大學(xué))，E. Baltz (斯坦福大學(xué)), M. Shara (AMNH), J. DePasquale (STScI)

天文學(xué)家利用事件視界望遠(yuǎn)鏡（Event Horizon Telescope, 簡(jiǎn)稱EHT）追蹤到一條長(zhǎng)達(dá)3000光年的宇宙噴流，其源頭正是超大質(zhì)量黑洞M87*。這是人類創(chuàng)下首次拍攝到黑洞影像的紀(jì)錄。這個(gè)突破性發(fā)現(xiàn)將助力科學(xué)家深入理解這些帶電粒子噴流的形成機(jī)制。要知道，這些噴流以接近光速的速度在宇宙中穿行。

M87*位于梅西耶87星系（M87）的核心區(qū)域，距地球約5500萬光年。事件視界望遠(yuǎn)鏡在2017年拍攝了這顆質(zhì)量相當(dāng)于65億個(gè)太陽的超大質(zhì)量黑洞，隨后，這張載入史冊(cè)的圖像在2019年4月向公眾發(fā)布。這個(gè)超大質(zhì)量黑洞不僅比銀河系中心人馬座A*（質(zhì)量約為400萬個(gè)太陽質(zhì)量）更龐大，而且還是一個(gè)活躍的黑洞。這意味著它正貪婪地吞噬著周圍的氣體和塵埃，同時(shí)從兩極噴射出強(qiáng)大的噴流。然而，圍繞黑洞核心引擎形成的噴流確切起源及其精確的驅(qū)動(dòng)機(jī)制至今仍是未解之謎。

為更深入理解這個(gè)超大質(zhì)量黑洞的噴流，天文學(xué)家借助甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)（VLBI），分析了2021年事件視界望遠(yuǎn)鏡對(duì)M87*的觀測(cè)數(shù)據(jù)。該技術(shù)能揭示超大質(zhì)量黑洞周圍的微觀結(jié)構(gòu)，例如2019年M87*圖像中占據(jù)主導(dǎo)地位的熾熱物質(zhì)發(fā)光金環(huán)——這實(shí)際上是黑洞的“陰影”。借助這些觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)終于將環(huán)繞M87*的發(fā)光物質(zhì)環(huán)與超大質(zhì)量黑洞噴射流的基底聯(lián)系起來，從而確定了該噴射流的可能起源點(diǎn)。

馬克斯·普朗克射電天文研究所（Max Planck Institute for Radio Astronomy，簡(jiǎn)稱MPIfR）的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人索拉布(Saurabh)在聲明中表示：“這項(xiàng)研究是將噴流形成理論與直接觀測(cè)聯(lián)系起來的重要開端。確定噴流可能的起源位置及其與黑洞陰影的關(guān)聯(lián)，為解開謎題提供了關(guān)鍵線索，有助于我們更深入地理解中心引擎的工作機(jī)制。”

這張照片是人類首次記錄到的超大質(zhì)量黑洞的歷史性影像，它展現(xiàn)了遙遠(yuǎn)的M87內(nèi)部巨型黑洞的陰影。

圖像來源: EHT

通過對(duì)超大質(zhì)量黑洞進(jìn)行建模，索拉布發(fā)現(xiàn)在2017至2019年間對(duì)M87*的EHT觀測(cè)中缺失、卻出現(xiàn)在2021年觀測(cè)中的射電輻射很可能源自距離黑洞不足十分之一光年的致密區(qū)域。該區(qū)域與M87*噴流的基部存在聯(lián)系，并與另一條在射電波段可見的噴流南臂相吻合。

美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)（National Radio Astronomy Observatory, 簡(jiǎn)稱NRAO）的團(tuán)隊(duì)成員亨里克·穆勒(Hendrik Müller)表示：“我們通過全球甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量實(shí)驗(yàn)，多年來持續(xù)觀測(cè)M87噴流的內(nèi)部區(qū)域，分辨率不斷提升，最終在2019年成功解析出黑洞陰影。令人驚嘆的是，我們正逐步整合多頻段的突破性觀測(cè)成果，即將完成噴流源區(qū)的完整圖景?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)將致力于對(duì)M87*進(jìn)行更多觀測(cè)，以深入理解其噴流的結(jié)構(gòu)并捕捉噴流的精細(xì)細(xì)節(jié)，這將幫助我們更好地認(rèn)識(shí)超大質(zhì)量黑洞如何塑造其周圍環(huán)境。

黑洞圖像的前景未來可期。

該團(tuán)隊(duì)的研究成果于周三（1月28日）發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上。

https://www.space.com/astronomy/black-holes/astronomers-watch-1st-black-hole-ever-imaged-launch-a-3-000-light-year-long-cosmic-jet-from-its-glowing-shadow

『天文濕刻』 牧夫出品

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M87*超大質(zhì)量黑洞吸積盤模擬

圖像來源: EHT / Hotaka Shiokawa

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