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◎ 盧力媛 科技日?qǐng)?bào)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(shí)隔三年，“甜甜圈”的最新靚照曝光——比此前大了近50%，還有了長(zhǎng)長(zhǎng)的“尾巴”。

中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)路如森研究員領(lǐng)銜的國(guó)際團(tuán)隊(duì)通過在毫米波段開展的新觀測(cè)，首次對(duì)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(zhì)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的相對(duì)論性噴流一同進(jìn)行成像。圖像表明了中央超大質(zhì)量黑洞附近的吸積流與噴流起源之間的聯(lián)系。4月26日，路如森代表團(tuán)隊(duì)對(duì)外公布了這一成果，相關(guān)研究也發(fā)表于新一期出版的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

M87*位于室女座星系團(tuán)中央巨橢圓星系的中心，距離地球約5500萬光年，質(zhì)量約為太陽的65億倍，是目前宇宙中所知質(zhì)量最大的黑洞之一。2017年，事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）——一臺(tái)口徑等效于地球直徑的射電望遠(yuǎn)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(zhǎng)得像個(gè)“甜甜圈”。

由于EHT的視場(chǎng)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(tuán)隊(duì)把觀測(cè)波長(zhǎng)設(shè)置為3.5毫米，并聯(lián)合了16臺(tái)望遠(yuǎn)鏡（EHT的觀測(cè)聯(lián)合了8臺(tái)望遠(yuǎn)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毫米觀測(cè)到的“甜甜圈”大了近50%，并且看到其向遠(yuǎn)處延展的“尾巴”，即黑洞的噴流。

“我們之前看到的環(huán)狀結(jié)構(gòu)在3.5毫米波長(zhǎng)變得更大、更厚。這表明在新圖像中可以看到落入黑洞的物質(zhì)產(chǎn)生了額外輻射，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(cè)結(jié)果由全球毫米波甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)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(yuǎn)鏡獲得，這兩個(gè)觀測(cè)臺(tái)站的加入極大增強(qiáng)了成像能力。

“為了揭示M87中央超大質(zhì)量黑洞及其相對(duì)論性噴流的形成、加速、準(zhǔn)直傳播的物理機(jī)制之謎，我們需要拍攝更多色的高質(zhì)量圖像。”上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)表示，“下一步，科研團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是通過結(jié)合不同顏色的‘射電光’圖像來獲得‘彩色黑洞’。當(dāng)更多望遠(yuǎn)鏡加入，達(dá)到所需時(shí)間分辨率后就能拍到‘黑洞電影’，我們將能夠全方位觀測(cè)和理解黑洞。”