M87*，俗稱Pōwehi（夏威夷語，意為“流光點(diǎn)綴、黑暗深邃的創(chuàng)世之源”），由事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）團(tuán)隊(duì)拍攝

簡(jiǎn)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(yuǎn)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(dāng)年，科學(xué)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(xiàng)非凡壯舉。它是科學(xué)家經(jīng)過多年努力，結(jié)合全球各地射電望遠(yuǎn)鏡陣列觀測(cè)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(yuǎn)鏡進(jìn)行多波段觀測(cè)（不同波段揭示M87*和其相對(duì)論性等離子體噴流的不同特征），某科學(xué)團(tuán)隊(duì)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(guó)立天文臺(tái)天文學(xué)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(gè)電磁波譜來獲取有關(guān)黑洞當(dāng)時(shí)狀態(tài)的一切知識(shí)?！?/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(huì)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(shí)，會(huì)有一些頗為復(fù)雜的現(xiàn)象隨之發(fā)生，如從黑洞兩極噴射而出的相對(duì)論性噴流。

任何我們?nèi)缃衲芴綔y(cè)到的物質(zhì)，只要越過事件視界這一關(guān)鍵臨界點(diǎn)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(shí)都會(huì)越過事件視界，一小部分會(huì)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(xué)家認(rèn)為，黑洞磁場(chǎng)介入了這一過程。根據(jù)該理論，黑洞磁場(chǎng)線相當(dāng)于一個(gè)同步加速器，物質(zhì)先被加速，然后被高速射出。

對(duì)于M87*，物質(zhì)噴出的速度近乎光速，而這也是相對(duì)論性噴流能達(dá)到的最大速度。我們?cè)贛87*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(gè)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(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的能量產(chǎn)生完整認(rèn)知。

因此，觀測(cè)團(tuán)隊(duì)通過望遠(yuǎn)鏡對(duì)噴流進(jìn)行多波段觀測(cè)再添數(shù)據(jù)。他們用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)可見光，用錢德拉X射線天文臺(tái)與斯威夫特X射線望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)X射線，用核星空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)高能X射線，用尼爾·蓋勒斯·斯威夫特天文臺(tái)觀測(cè)紫外線和可見光，用高能立體望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、神奇伽馬射線望遠(yuǎn)鏡、超高能輻射成像望遠(yuǎn)鏡陣列系統(tǒng)與費(fèi)米伽馬射線廣域空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)伽馬射線。

多波段M87*黑洞 點(diǎn)擊查看高分辨率圖像

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科研人員稱，這么做主要目的在于創(chuàng)建一個(gè)遺留數(shù)據(jù)庫，供天文學(xué)家在以后幾年研究M87*和其噴流時(shí)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(duì)同時(shí)理解全'彩’M87*圖像和噴流而言至關(guān)重要”，荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)天體物理學(xué)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(jì)算噴流攜帶的能量總和及其對(duì)周遭環(huán)境產(chǎn)生的影響?！?/p>

團(tuán)隊(duì)對(duì)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(shí)，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?yàn)檫@意味著沒有強(qiáng)光遮掩M87*，它在所處區(qū)域中最亮。

觀察期間，團(tuán)隊(duì)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(yuǎn)的地方。

正是此處讓科學(xué)家小有疑惑，但工作也因此平添樂趣。尤其在EHT繼續(xù)運(yùn)行期間，科學(xué)家將花費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間鉆研該難題。EHT如今正在進(jìn)行一輪觀測(cè)，科學(xué)家將仔細(xì)消化所得觀測(cè)數(shù)據(jù)。

耶魯大學(xué)天體物理學(xué)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(cè)項(xiàng)目、使用改良版EHT，我們就能探索到許多讓人興奮的事情。”

上述觀測(cè)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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