毫米波觀測(cè)揭示黑洞奧秘，成像揭示黑洞噴流起源

人類歷史上首次拍攝到的黑洞，是2019年4月10日科學(xué)家發(fā)布的M87黑洞的圖像。近日，中國(guó)科學(xué)院的科學(xué)家們又通過(guò)在毫米波段的觀測(cè)，首次對(duì)這個(gè)黑洞的陰影及其周圍環(huán)狀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大噴流進(jìn)行了成像，揭示了黑洞噴流的起源。

這項(xiàng)研究由中科院上海天文臺(tái)研究員路如森領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)完成。研究團(tuán)隊(duì)利用全球毫米波甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量陣列（GMVA），聯(lián)合阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）和格陵蘭望遠(yuǎn)鏡（GLT）進(jìn)行觀測(cè)，獲得了黑洞的全景圖像，展現(xiàn)出黑洞與噴流的關(guān)系。

M87黑洞位于室女座一個(gè)巨橢圓星系的中心，距離地球5500萬(wàn)光年，質(zhì)量約為太陽(yáng)的65億倍。黑洞的核心區(qū)域存在一個(gè)陰影，周圍環(huán)繞一個(gè)新月?tīng)罟猸h(huán)。在以往的觀測(cè)中，科學(xué)家們?cè)?jīng)在單獨(dú)的圖像中分別看到過(guò)黑洞和噴流。這次觀測(cè)則是在一個(gè)新的波段拍攝了黑洞和噴流的全景圖，從中我們可以看到噴流是如何從中央超大質(zhì)量黑洞周圍的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的。

科學(xué)家利用ALMA和GLT進(jìn)行觀測(cè)，有效提高了觀測(cè)分辨率和靈敏度，從而首次實(shí)現(xiàn)在3.5毫米波長(zhǎng)對(duì)M87黑洞周圍的環(huán)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。此次測(cè)得的環(huán)狀結(jié)構(gòu)直徑為64微角秒，相當(dāng)于月球上的宇航員回望地球時(shí)看一個(gè)直徑13厘米的環(huán)形補(bǔ)光燈的大小。這項(xiàng)成果首次表明了中央超大質(zhì)量黑洞附近的吸積流與噴流起源之間的聯(lián)系，有助于更全面了解黑洞周圍的物理過(guò)程。

此次研究還有助于更好地理解黑洞的特性以及在宇宙中的作用。研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深入探究M87黑洞的特性，包括黑洞的旋轉(zhuǎn)速度和自旋方向等，以及黑洞對(duì)周圍物質(zhì)的影響。此外，該團(tuán)隊(duì)還將在未來(lái)利用更多的射電望遠(yuǎn)鏡，例如在中國(guó)新建的“大天區(qū)面積云圖射電天文觀測(cè)工程”（FAST）中，進(jìn)行更加深入的研究。

對(duì)黑洞的研究一直是天文學(xué)界的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，而在人類首次拍攝到黑洞圖像后，更多的科學(xué)家加入到了黑洞研究的行列中。通過(guò)不斷的觀測(cè)和研究，我們可以更好地理解黑洞的本質(zhì)和作用，也能夠更好地認(rèn)識(shí)宇宙的奧秘。

未來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，我們相信對(duì)于黑洞的研究還將有更大的突破和發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，對(duì)于這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用也將逐步顯現(xiàn)出來(lái)，為人類的生產(chǎn)和生活帶來(lái)更多的變革和進(jìn)步。