5500萬光年外：有什麼東西從黑洞里跑出來了？

2023/04/28

天文學家首次以極高的分辨率將黑洞與黑洞噴流攝入同一畫面。

M87星系中心黑洞及其產生的強大噴流。R.-S. Lu（SHAO） / E. Ros（MPIfR） / S. Dagnello（NRAO / AUI / NSF）

M87星系中心黑洞想象圖。S. Dagnello（NRAO / AUI / NSF）

四年前，全球性的科研合作組織——視界望遠鏡公布了人類歷史上的首張黑洞照片——距離地球5500萬光年外的M87星系中心的黑洞照片。M87星系中心黑洞的品質相當于65億個太陽。在照片中我們可以看到一個明亮的環狀結構包圍著中心的黑色區域，那個黑色區域就是M87星系中心黑洞的「影子」。

最近科學家又公布了用相同方法解析出了這個黑洞周圍的結構，包括聚集圍繞在黑洞周圍的物質，以及一條與這些物質相連的，以近光速射向宇宙的強大噴流。這是天文學家首次將黑洞與黑洞噴流攝入同一畫面。

四年前視界望遠鏡的M87中心黑洞照片所用的數據是2017年采集的，而這次公布的新照片數據是2018年采集的。2018年的數據也來自分布在全球各地的多組射電望遠鏡，包括全球毫米級甚長基線干涉射電望遠鏡陣列、格陵蘭射電望遠鏡和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波射電望遠鏡陣列。它們通過一種與視界望遠鏡相同的特殊方式協同工作，其最終表現也和視界望遠鏡一樣，像是一台口徑相當大的巨型虛擬望遠鏡。

大部分大型星系中心都有超大品質黑洞。這些黑洞中有一些，比如M87中心的黑洞正在吞噬大量物質。吞噬物質的結果之一就是它們會產生以近光速飛行的強大物質噴流。這些噴流的長度可達數千光年，部分甚至可以超越它們所在星系的邊界。雖然科學家知道會產生這樣的噴流，但黑洞究竟是怎樣產生噴流的在一定程度上仍是個謎。可以確定的是噴流物質實際上是在黑洞外部產生的，并非來自黑洞內部。

新照片同樣也展示了所謂的黑洞之影。但由于數據是在更長的波段范圍內收集的，它看起來與四年前視界望遠鏡的照片有所不同。新照片中環繞黑洞之影的光環也要比四年前的大50%。研究人員表示這可能表明這個黑洞吞噬物質的速度比人們之前以為的要快。