中國領銜團隊拍到黑洞和噴流全景圖【“甜甜圈”新照發(fā)布】

在3.5毫米波長所觀測到的M87*圖像，其致密的核心首次在該波段被分解并在高分辨率條件下呈現(xiàn)為環(huán)狀結構(內(nèi)嵌圖)。

中國科學院上海天文臺供圖

科技日報上海4月26日電 (盧力媛 記者王春)還記得2019年4月發(fā)布的像極了“甜甜圈”的人類史上首張黑洞照片嗎？時隔3年，“甜甜圈”的最新靚照曝光——比此前大了近50%，還有了長長的“尾巴”。

中國科學院上海天文臺路如森研究員領銜的國際團隊通過在毫米波段開展的新觀測，首次對射電星系M87的黑洞(M87*)陰影，以及其周圍吸積落入中央黑洞的物質的環(huán)狀結構和強大的相對論性噴流一同進行成像。圖像表明了中央超大質量黑洞附近的吸積流與噴流起源之間的聯(lián)系。4月26日，路如森代表團隊對外公布了這一成果，相關研究也發(fā)表于最新一期國際期刊《自然》。

M87*位于室女座星系團中央巨橢圓星系的中心，距離地球約5500萬光年，質量約為太陽的65億倍，是目前宇宙中所知質量最大的黑洞之一。2017年，事件視界望遠鏡(EHT)——一臺口徑等效于地球直徑的射電望遠鏡，成功拍攝到了M87*的照片，其外面一圈亮環(huán)圍繞著中間的陰影，長得像個“甜甜圈”。

由于EHT的視場比較小，只能拍攝到黑洞的“特寫”照片。為了拍到黑洞的“全景”照片，研究團隊把觀測波長設置為3.5毫米，并聯(lián)合了16臺望遠鏡(EHT的觀測聯(lián)合了8臺望遠鏡)，成功將M87*的陰影以及其周圍吸積流和噴流呈現(xiàn)在一張照片中，比EHT在1.3毫米波長觀測到的“甜甜圈”大了近50%，并且看到其向遠處延展的“尾巴”，即黑洞的噴流。

“我們之前看到的環(huán)狀結構在3.5毫米波長變得更大、更厚。這表明在新圖像中可以看到落入黑洞物質產(chǎn)生的額外輻射，使我們能夠更全面地了解黑洞周圍的物理過程。”路如森介紹，此次的觀測結果由全球毫米波甚長基線干涉測量陣列聯(lián)合阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列和格陵蘭望遠鏡獲得，這兩個觀測臺站的加入極大增強了成像能力。

“為了揭示M87*中央超大質量黑洞及其相對論性噴流的形成、加速、準直傳播的物理機制，我們需要拍攝更多色的高質量圖像。”中國科學院上海天文臺臺長沈志強表示，下一步，科研團隊的目標是通過結合不同顏色的“射電光”圖像來獲得“彩色黑洞”。“當更多望遠鏡加入，達到所需時間分辨率后就能拍到‘黑洞電影’，我們將能夠全方位觀測和理解黑洞。”沈志強說。