# 首次同时拍摄到M87黑洞吸积流和强大喷流

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# 首次同时拍摄到M87黑洞吸积流和强大喷流

> 国际联合团队利用新的毫米波段观测技术，成功拍摄到了M87黑洞的吸积流和强大喷流，这是首次证实了星系中心超大质量黑洞附近的吸积流与喷流之间的联系。

![M87喷流和黑洞阴影在毫米波段的VLBI影像，由加入了ALMA和格陵兰望远镜的GMVA取得。图片来源：Lu, Asada, et al. (2023)](https://laysky-1253599544.cos-website.ap-shanghai.myqcloud.com/images/202304281928219.jpg)

## 构建虚拟望远镜阵列

为了观测黑洞，需要建造一个和地球一样大的电波望远镜阵列。为了实现这个目标，天文学家使用了特长基线干涉法技术，将分布在全球各地的望远镜连结起来，组成一个和地球一样大的虚拟望远镜。这个虚拟望远镜的解析力远超过任何单一望远镜。

目前，全球有两个国际合作计划连接电波望远镜，分别是「事件视界望远镜」（Event Horizon Telescope，EHT）和「全球毫米波特长基线阵列」（Global mm-VLBI Array，GMVA）。这两个计划使用不同的波长频段进行观测。EHT使用1.3毫米波长进行观测，成功拍摄到了黑洞的阴影影像；而GMVA使用3.5毫米波长进行观测，重点在于捕捉黑洞附近的吸积和喷流性质。EHT已于2019年和2022年发布了人类史上第一张M87黑洞影像和银河系中心超大质量黑洞人马座A星影像。

## 特别的成像

此次成功拍摄到的黑洞吸积流和喷流图像，是由2018年阿塔卡玛大型毫米和次毫米波阵列望远镜（ALMA）和格陵兰望远镜（GLT）加入GMVA全球连线观测的结果。这两个望远镜的加入提高了整体的分辨率和灵敏度，首次能够在3.5毫米波长下对M87星系中心的环状结构进行成像，进一步增强了GMVA计划的成像能力。

![不同波长观测的M87黑洞阴影影像，左：GMVA（3.5毫米），右：EHT（1.3毫米）。图片来源：Lu, Asada, et al. (2023); the EHT Collaboration; composition by F. Tazaki](https://laysky-1253599544.cos-website.ap-shanghai.myqcloud.com/images/202304281929670.jpg)

GMVA测量出的环直径为64微角秒，相当于宇航员在月球上回望地球时看到的自拍环形补光灯的大小（约13厘米），比EHT用1.3毫米波长观测到的直径大50%，这次观测发现，黑洞周围的环比预期要大，而且更加厚实，这表明新的图像中看到落入黑洞的物质会产生额外的辐射。黑洞周围发出的光是由高能电子和磁场间的相互作用产生的，这种现象被称为同步辐射。在3.5毫米波长的观测下，将揭示这些电子的位置和能量的更多细节。根据数值模拟的理论模型，影像中的环状结构与吸积流有关。观测资料还显示，黑洞内部区域发出的辐射比预期的要宽，这可能意味着不仅有气体落入其中，也有风吹出来，导致黑洞周围出现紊流和混沌。

![参与2018年GMVA+GLT+ALMA联合观测的电波望远镜分布图。图片来源：Kazunori Akiyama (MIT/HO)](https://laysky-1253599544.cos-website.ap-shanghai.myqcloud.com/images/202304281930174.png)

这个黑洞并不像其他的黑洞那么饥饿。它以相对较慢的速度消耗物质，仅将一小部分物质转化为辐射。随着更强大的望远镜加入观测，未来的毫米波观测将探索M87黑洞随时间的演化，并提供黑洞在电波波段的多种影像，以便更好地探索物质如何吸积到黑洞以及如何从黑洞附近喷发出来。相关研究成果已发表于《Nature》期刊上。

- 来源：https://www.tam.gov.taipei/News_Content.aspx?n=EF86D8AF23B9A85B&sms=F32C4FF0AC5C2801&s=DC40D035A0570B81