探索无边际，望远镜助我们走向宇宙深处

最新图像展示了超大质量黑洞的光子环

首张在M87星系中心拍下的黑洞照片已被重制，以揭示这个庞然大物周围作用的力。

对m87星系中心摄影图像的重制版显示了其引力影响和次个天体物理喷流的“足迹”

（图片出处：布罗德里克等，2022《天体物理学报》，935，61）

对梅西耶87 星系（M87）中心黑洞的重制版新图将黑洞层层剥开，展示了受此物体巨大引力影响下所抛出的光子。

有史以来第一张黑洞图像发布于2019年，M87中心的黑洞距离地球5500万光年，是事件视界望远镜这一计划的研究主题。这张照片与对超大质量黑洞及其周围环境样貌的理论预测非常相似，图像向我们展示了围绕黑洞外边缘运动的金色物质环和黑洞的捕光表面，这便是我们所称的事件视界。但在这种金色物质的掩盖之下，天文学家希望找到能够展示黑洞引力影响的人为图像编辑痕迹，即一个名为光子环的薄而亮的圆环。

研究人员重制黑洞图的真正意图是发现这个环。为此，该团队采用了EHT（事件视界望远镜）捕捉的第一张M87超大质量黑洞图像，并剥离了图像的各种元素。

“我们为看萤火虫关掉了探照灯。”该项目的首席研究员艾弗里·布罗德里（Avery Broderick）同时兼加拿大普利米特研究所（Perimeter Institute）和滑铁卢大学的天体物理学家在一份声明中说到。“我们已经能够做一些意义重大的事情——查明黑洞周围引力的基本特征。“

该团队使用EHT（事件视界望远镜）内置的成像算法，从望远镜对M87黑洞的观测图中分离并提取发光的金环，该黑洞的质量相当于约65亿个太阳。科学家们还能够用这种技术来发现被黑洞炸出的天体物理喷流的独特“足迹”。

这些喷流是由超大质量黑洞周围的物质产生的，这些物质逐渐“喂入”到中心宇宙泰坦的表面。由于M87的超大质量黑洞一直贪婪地吞噬物质，所以它经常射出这些喷流。相比之下，银河系中心更小的黑洞人马座A*（Sgr A*）则不同，它消耗的物质非常少，因此科学家将其比作人类每百万年吃一粒米。

信息图显示了m87中超大质量黑洞对成像如何越来越接近银河系中心的黑洞。（图片来源：事件视界望远镜协作（EHT Collaboration）; 阿塔卡马大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵列(ALMA 望远镜)（ESO/NAOJ/NRAO）、戈迪（Goddi） 等人; 宇航局、欧空局和哈勃遗产团队（STScI/AURA）; 超长基线阵列（VLBA望远镜阵列）（NRAO）、克拉夫琴科（Kravchenko） 等人; J.C.阿尔加巴，I.马蒂-维达尔（J. C. Algaba， I. Martí-Vidal）

“我们采取的方法包括利用我们对这些黑洞外观对理论理解来为EHT（事件视界望远镜）数据建立一个定制模型。”新研究的成员、哈佛大学天体物理学中心的天体物理学家多米尼克·佩斯（Dominic Pesce）在声明中说到，“这个模型将重建的图像分解成我们最关心的两部分，因此我们就不必混合研究，而是分别研究这两个部分了。

新的重制图是事件视界望远镜一系列令人惊叹的黑洞相关成就中的最新成果。这个行星般大小的天文台的工作让研究人员能够以惊人的细节研究超大质量黑洞-由于没有光能从事件视野的另一侧逃逸，故黑洞曾被认为不可视化。2021年，在重制m78中心超大质量黑洞的第一张图像之后，事件视界望远镜又制作了一张图像，在偏振光下让黑洞得以显现。这是第一次在黑洞周围观察到极化，而极化则是磁场的特征。

偏振光下m87中心的超大质量黑洞。（ 图片来源：事件视界望远镜协作）

今年年初，事件视界望远镜协作首次公布银河系中心的黑洞人马座A*的图像。

新光子环的研究工作延续了事件视界望远镜建立的传统——以前所未有的细节观察这些宇宙巨星。

“结果是可能的，因为事件视界望远镜的核心是计算工具。”布罗德里克说，“它对算法的依赖就像对钢铁的依赖一样。尖端的算法发展让我们能够探测到图像的关键特征，同时以望远镜的原始分辨率渲染其余部分。”

BY:Robert Lea

FY:人间工作区

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来源: 天文在线