M87*，俗稱Pōwehi（夏威夷語，意為“流光點綴、黑暗深邃的創(chuàng)世之源”），由事件視界望遠鏡（EHT）團隊拍攝

簡介：M87黑洞的新影像

就在超大質(zhì)量黑洞M87*不斷向宇宙以近光速噴射物質(zhì)之際，遍布全球的望遠鏡聯(lián)合起來，為其拍攝了一些前所未有的影像。

M87*即2019年由EHT拍攝的著名黑洞。當年，科學家終于揭開其神秘面紗，讓世人一睹其“真容”。

黑洞照片首次公布是一項非凡壯舉。它是科學家經(jīng)過多年努力，結(jié)合全球各地射電望遠鏡陣列觀測結(jié)果制作出的5 500萬光年外、略大于太陽系的宇宙區(qū)域影像。

如今，通過更多望遠鏡進行多波段觀測（不同波段揭示M87*和其相對論性等離子體噴流的不同特征），某科學團隊又新獲數(shù)據(jù)。

“我們知道，這張有史以來首張黑洞直接影像具有開創(chuàng)性意義”，日本國立天文臺天文學家秦和弘（Kazuhiro Hada）稱，“但要最大化利用這張意義非凡的相片，我們還需觀察整個電磁波譜來獲取有關黑洞當時狀態(tài)的一切知識?！?/p>

相比在上文M87*放大圖像中見到的陰影和光環(huán)，這些信息會揭示出黑洞更多的特征。超大質(zhì)量黑洞M87*非?；钴S，不斷在吞噬周圍由塵埃、氣體組成的高溫吸積盤里的物質(zhì)，這時，會有一些頗為復雜的現(xiàn)象隨之發(fā)生，如從黑洞兩極噴射而出的相對論性噴流。

任何我們?nèi)缃衲芴綔y到的物質(zhì)，只要越過事件視界這一關鍵臨界點都無法逃離黑洞，但并非所有吸積盤物質(zhì)在卷入活躍的黑洞時都會越過事件視界，一小部分會從吸積盤內(nèi)部沿著兩極以離子化等離子體噴流形式向太空噴出，速度為大百分比的光速。

天文學家認為，黑洞磁場介入了這一過程。根據(jù)該理論，黑洞磁場線相當于一個同步加速器，物質(zhì)先被加速，然后被高速射出。

對于M87*，物質(zhì)噴出的速度近乎光速，而這也是相對論性噴流能達到的最大速度。我們在M87*看到的噴流，能噴出大約5 000光年的距離。它發(fā)出的光橫跨整個電磁波譜，能量從最小到最大不等，這樣一來，僅觀察某一段波帶意味著無法對整個結(jié)構(gòu)的能量產(chǎn)生完整認知。

因此，觀測團隊通過望遠鏡對噴流進行多波段觀測再添數(shù)據(jù)。他們用哈勃空間望遠鏡觀測可見光，用錢德拉X射線天文臺與斯威夫特X射線望遠鏡觀測X射線，用核星空間望遠鏡觀測高能X射線，用尼爾·蓋勒斯·斯威夫特天文臺觀測紫外線和可見光，用高能立體望遠鏡系統(tǒng)、神奇伽馬射線望遠鏡、超高能輻射成像望遠鏡陣列系統(tǒng)與費米伽馬射線廣域空間望遠鏡觀測伽馬射線。

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科研人員稱，這么做主要目的在于創(chuàng)建一個遺留數(shù)據(jù)庫，供天文學家在以后幾年研究M87*和其噴流時使用，以深入了解噴流現(xiàn)象和產(chǎn)生原因。

“理解粒子加速對同時理解全‘彩’M87*圖像和噴流而言至關重要”，荷蘭阿姆斯特丹大學天體物理學家薩拉·馬爾科夫（Sera Markoff）稱，“這些噴流像一巨束傳輸電流的電線一樣，將黑洞釋放的能量傳輸至所在星系之外。觀察結(jié)果將幫助我們計算噴流攜帶的能量總和及其對周遭環(huán)境產(chǎn)生的影響。”

團隊對數(shù)據(jù)的首次分析非常有趣。分析顯示，2017年在使用EHT觀察黑洞時，視野前所未有得昏暗。然而，這并沒有讓拍攝黑洞陰影變難，反而使其變得更加容易，因為這意味著沒有強光遮掩M87*，它在所處區(qū)域中最亮。

觀察期間，團隊還發(fā)現(xiàn)伽馬射線（宇宙線相互作用可產(chǎn)生伽馬射線，但宇宙線從何而來，人們至今未知）并非來自黑洞事件視界附近，而是來自更遠的地方。

正是此處讓科學家小有疑惑，但工作也因此平添樂趣。尤其在EHT繼續(xù)運行期間，科學家將花費長時間鉆研該難題。EHT如今正在進行一輪觀測，科學家將仔細消化所得觀測數(shù)據(jù)。

耶魯大學天體物理學家米斯拉夫·巴洛科維奇（Mislav Balokovi?）表示：“有了這些數(shù)據(jù)，加上重啟觀測項目、使用改良版EHT，我們就能探索到許多讓人興奮的事情?！?/p>

上述觀測結(jié)果已在《天體物理雜志通訊》（The Astrophysical Journal Letters）發(fā)表。

BY:?MICHELLE STARR

FY:?Astromancer

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