M87*和它的3000光年宇宙噴流

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編譯：王茸

校對：王婧彧申振宇

審閱：李宜驊

美編：徐玖坤

后臺：李子琦

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

哈勃太空望遠鏡觀測到的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)，E. Baltz (斯坦福大學), M. Shara (AMNH), J. DePasquale (STScI)

天文學家利用事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope, 簡稱EHT）追蹤到一條長達3000光年的宇宙噴流，其源頭正是超大質量黑洞M87*。這是人類創下首次拍攝到黑洞影像的紀錄。這個突破性發現將助力科學家深入理解這些帶電粒子噴流的形成機制。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）的核心區域，距地球約5500萬光年。事件視界望遠鏡在2017年拍攝了這顆質量相當于65億個太陽的超大質量黑洞，隨后，這張載入史冊的圖像在2019年4月向公眾發布。這個超大質量黑洞不僅比銀河系中心人馬座A*（質量約為400萬個太陽質量）更龐大，而且還是一個活躍的黑洞。這意味著它正貪婪地吞噬著周圍的氣體和塵埃，同時從兩極噴射出強大的噴流。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動機制至今仍是未解之謎。

為更深入理解這個超大質量黑洞的噴流，天文學家借助甚長基線干涉測量技術（VLBI），分析了2021年事件視界望遠鏡對M87*的觀測數據。該技術能揭示超大質量黑洞周圍的微觀結構，例如2019年M87*圖像中占據主導地位的熾熱物質發光金環——這實際上是黑洞的“陰影”。借助這些觀測數據，研究團隊終于將環繞M87*的發光物質環與超大質量黑洞噴射流的基底聯系起來，從而確定了該噴射流的可能起源點。

馬克斯·普朗克射電天文研究所（Max Planck Institute for Radio Astronomy，簡稱MPIfR）的團隊負責人索拉布(Saurabh)在聲明中表示：“這項研究是將噴流形成理論與直接觀測聯系起來的重要開端。確定噴流可能的起源位置及其與黑洞陰影的關聯，為解開謎題提供了關鍵線索，有助于我們更深入地理解中心引擎的工作機制。”

這張照片是人類首次記錄到的超大質量黑洞的歷史性影像，它展現了遙遠的M87內部巨型黑洞的陰影。

圖像來源: EHT

通過對超大質量黑洞進行建模，索拉布發現在2017至2019年間對M87*的EHT觀測中缺失、卻出現在2021年觀測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域。該區域與M87*噴流的基部存在聯系，并與另一條在射電波段可見的噴流南臂相吻合。

美國國家射電天文臺（National Radio Astronomy Observatory, 簡稱NRAO）的團隊成員亨里克·穆勒(Hendrik Müller)表示：“我們通過全球甚長基線干涉測量實驗，多年來持續觀測M87噴流的內部區域，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成果，即將完成噴流源區的完整圖景。”

該團隊現將致力于對M87*進行更多觀測，以深入理解其噴流的結構并捕捉噴流的精細細節，這將幫助我們更好地認識超大質量黑洞如何塑造其周圍環境。

黑洞圖像的前景未來可期。

該團隊的研究成果于周三（1月28日）發表在《天文學與天體物理學》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

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M87*超大質量黑洞吸積盤模擬

圖像來源: EHT / Hotaka Shiokawa

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