“视界望远镜”公布首张黑洞喷流照片：一个细节让科学家感到不解

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“视界望远镜”一年前公布了人类的第一张黑洞照片，把距离我们5500万光年之遥的M87星系中心“黑洞之影”带到了我们眼前。今天，“视界望远镜”合作组织又发布了一张新的照片，以前所未有的高分辨率，展现了50亿光年外一个质量为太阳10亿倍的超大质量黑洞因吞噬物质而产生的一条喷流，以及这条喷流中令人不解的细节。?

根据2017年4月多波段观测数据而进行的类星体3C 279中心黑洞喷流结构还原。“视界望远镜”的超强分辨率让喷流的细节达到了空前的高度（图右）。在新的影像中，天文学家有了出人意料的发现：有些东西在垂直于喷流的方向上“飞了出去”，表明可能有多种力量在那里角力。J.Y. Kim (MPIfR) / Boston University Blazar program / the EHT Collaboration

几乎每一个星系中心都有至少一个超大质量黑洞。这些黑洞有些十分安静，我们银河系中心的超大质量黑洞人马座A*就是一例。而有的脾气十分暴躁，比如此次“视界望远镜”的拍摄对象——类星体3C 279的中心黑洞。室女座的3C 279又被天文学家称为耀变体（类星体的一种），它的中心黑洞因为大量吞噬物质，而在几乎恰好正对地球的方向上产生了一条强大的喷流。

在“视界望远镜”拍摄的这张照片里，喷流十分靠近黑洞本身。在至少为1光年的分辨率下，许多不寻常的东西开始现身。天文学家发现，这条喷流不是理论预言中的直线形，而是扭曲的。有东西在垂直于喷流的方向上“飞了出去”。

此次研究以德国波恩马克斯普朗克射电天文研究所的Jae-Young Kim 和Thomas Krichbaum为首。Thomas Krichbaum表示，这些特征很难用现有的简单喷流模型来解释。事实表明它们比理论预言更复杂，它们可能会旋转，且不怎么稳定。而Jae-Young Kim把这形容为在打开一组俄罗斯套娃时，发现最小的那个竟然与众不同。

由于数据的搜集需要好多天，科研小组甚至可以观察喷流在此期间的变化。他们发现，喷流中的奇怪特征每天都在改变。这进一步说明了喷流的复杂性。这些变化可能与冲击波或喷流会旋转有关。

天文学家并非首次发现3C 279会发生快速的变化。和许多活跃的黑洞一样，3C 279的中心黑洞在射电、X射线甚至伽马射线望远镜中都会闪烁和增亮。人们相信这样的闪烁和增亮是物质——比如气体、尘埃甚至是恒星被黑洞吞噬时发生的。在坠入黑洞前，这些命运已被注定的物质会先形成一个围绕黑洞旋转的炽热吸积盘。吸积盘中的大部分物质最终会进入黑洞，但也有一部分会被以极高的速度射向太空。

吞噬物质的黑洞，回旋的吸积盘，以及爆发性喷流间存在怎样复杂的相互作用，在很大程度上仍是个谜。但是“视界望远镜”拍摄的照片能够帮助天文学家窥见这些从前不可能看到的区域，观察这些从前只能用计算机进行模拟的天文事件。

“视界望远镜”合作组织委员会主席、马克斯普朗克射电天文研究所主任J. Anton Zensus表示，从“黑洞之影”到黑洞喷流形态中的变化，“视界望远镜”的脚步从未停止。天文学家仍在分析来自银河系中心超大质量黑洞人马座A*，以及许多活跃星系，如半人马座A、OJ 287和NGC 1052中心黑洞的数据。一切仍然才刚刚开始。

“视界望远镜”（Event Horizon Telescope）实际上是一个虚拟的望远镜阵列。它联合了全球各处乃至太空中的许多天文台协同工作，把整个地球圆面当作一台巨大的望远镜，并在算法的帮助下获取极高的分辨率，对遥远深空中的“小目标”进行观测。

相关论文发表在2020年4月7日的《天文学和天体物理学》期刊上。

“视界望远镜”去年公布的“黑洞之影”。Event Horizon Telescope Collaboration

参考：

Something is Lurking in the Heart of Quasar 3C 279
https://eventhorizontelescope.org/blog/something-is-lurking-in-the-heart-of-quasar-3c-279

Event Horizon Telescope imaging of the archetypal blazar 3C 279 at an extreme 20 microarcsecond resolution
https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/forth/aa37493-20.pdf

原文地址：今日头条