毫米波觀測揭示黑洞奧秘，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，中國科學(xué)院的科學(xué)家們又通過在毫米波段的觀測，首次對這個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研究員路如森領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)完成。研究團(tuán)隊(duì)利用全球毫米波甚長基線干涉測量陣列（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，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巨橢圓星系的中心，距離地球5500萬光年，質(zhì)量約為太陽的65億倍。黑洞的核心區(qū)域存在一個陰影，周圍環(huán)繞一個新月狀光環(huán)。在以往的觀測中，科學(xué)家們曾經(jīng)在單獨(dú)的圖像中分別看到過黑洞和噴流。這次觀測則是在一個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，有效提高了觀測分辨率和靈敏度，從而首次實(shí)現(xiàn)在3.5毫米波長對M87黑洞周圍的環(huán)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。此次測得的環(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看一個直徑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，以及黑洞對周圍物質(zhì)的影響。此外，該團(tuán)隊(duì)還將在未來利用更多的射電望遠(yuǎn)鏡，例如在中國新建的“大天區(qū)面積云圖射電天文觀測工程”（FAST）中，進(jìn)行更加深入的研究。

對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。通過不斷的觀測和研究，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)識宇宙的奧秘。

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