人类拍摄到的第一个黑洞正通过“光剑”喷射流损失大量能量

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事件视界望远镜是一个由八个地面射电望远镜组成的行星级阵列，通过国际合作打造，捕捉到了这张M87星系中心超大质量黑洞及其阴影的图像。(图片鸣谢:EHT协作)

（）据美国太空网（Sharmila Kuthunur）：几年前，天文学家第一次看到了一片长期以来被认为不可见的宇宙黑暗——黑洞，一种强大而难以捉摸的野兽，密度如此之大，甚至连光都无法逃脱其引力。

众所周知，黑洞会吞噬一切靠近它们的东西——气体、恒星、行星甚至同类黑洞。但是星系M87中这个模糊的，甜甜圈状的黑洞(后来被AI微调成一个瘦环)正在慢慢打破黑洞的刻板印象。首先，它似乎是通过损失能量来回馈宇宙。

两个月前，这个距离地球大约5500万光年的超大质量黑洞，被称为M87*，被使用事件视界望远镜(EHT)进行了研究，该望远镜结合了来自全球多个射电望远镜的数据，制作了一个地球大小的虚拟望远镜。观测显示M87*在旋转，拖着它的磁场和附近的时空结构。

本月早些时候，天文学家分析了EHT在2021年获得的黑洞图像，发现它的磁场足够强，有时可以阻止它吞噬附近的物质。

现在，该团队的一个子集对图像进行了新的分析，揭示了磁场也是导致旋转黑洞减速的原因，就像旋转的陀螺随着时间的推移而减速一样。

“我们可以肯定地说，2021年的EHT图像显示能量正在黑洞附近流出，”安德鲁·切尔告诉Space.com，他是新泽西普林斯顿大学的天体物理学家，也是这项新研究的第一作者。“我们需要未来更高灵敏度的图像来100%确定能量是否从黑洞表面流出。”

该研究的合著者、田纳西州范德比尔特大学的亚历山德鲁·卢普斯卡在一份声明中说，在这个自我制动过程中，向太空深处释放的能量就像“百万光年长的绝地光剑”一样，通过被称为相对论射流的结构流出，这种射流的长度是我们银河系的10倍。

“如果你把地球全部变成梯恩梯，并让它每秒钟爆炸1000次，持续数百万年，这就是我们从M87中获得的能量，”普林斯顿大学的研究合著者乔治·王说。

黑洞会失去能量这一事实是爱因斯坦相对论的预言之一。科学家们知道一些能量损失可能是由磁场引起的，但他们不知道这个过程是如何展开的。



旋转的金色气体和尘埃显示了M87中心超大质量黑洞周围的极化磁场，正如事件视界望远镜在2021年获得的合成图像所示。(图片鸣谢:EHT协作)

这项新研究的发现表明，从黑洞中涌出的能量沿着其磁场方向离开。研究小组也在考虑一种纯理论但令人兴奋的可能性，即从M87*推出的能量可能会流入另一个黑洞。

也有可能是能量外流推动了黑洞的喷射，之前的研究显示这种变化周期为11年。模型显示，离开黑洞的能量与喷流需要的能量相似，尽管天文学家还不能完全确定。

未来对M87*和EHT的观测可能会让他们更接近一个明确的答案。下一代EHT也在研发中，预计将在虚拟望远镜网络中增加更多天线，以获得更清晰的图像，甚至可能是黑洞的视频。

“我认为黑洞极有可能为喷气式飞机提供动力，但我们无法证明这一点，”Lupsasca说。“还没有。”

这项研究发表在上周的《天体物理学杂志》上。