超大质量黑洞在首张同类图像中喷出物质射流

除了吸引靠近它们的任何东西外,黑洞偶尔还会以非常高的速度排出物质。当尘埃和气体云接近黑洞的事件视界时,其中一些会向内掉落,但有些会以高能爆发的形式向外重定向,从而产生以接近光速的速度射出的剧烈物质射流。这些喷流可以传播数千光年,黑洞的每个两极都会出现一个喷流,这种现象被认为与黑洞的自旋有关。

观察 M87 紧凑射电核心的科学家发现了有关该星系超大质量黑洞的新细节。在这位艺术家的构想中,黑洞的巨大喷流从黑洞中心升起。这幅插图所依据的观测结果首次将喷流和黑洞阴影一起成像,让科学家们对黑洞如何发射这些强大的喷流有了新的认识。
观察 M87 紧凑射电核心的科学家发现了有关该星系超大质量黑洞的新细节。在这位艺术家的构想中,黑洞的巨大物质射流从黑洞中心升起。这幅插图所依据的观测结果首次将喷流和黑洞阴影一起成像,让科学家们对黑洞如何发射这些强大的喷流有了新的认识。 S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

已知宇宙中一些最大的喷流来自星系中心的巨大黑洞,称为超大质量黑洞。而现在,天文学家第一次拍摄到一个超大质量黑洞正在喷射这样的喷流。所讨论的黑洞是位于梅西耶 87 星系中心的著名黑洞,它是事件视界望远镜 (EHT) 合作拍摄的第一个黑洞。通过使用世界各地类似的望远镜合作伙伴关系,天文学家能够捕捉到这个喷出物质的巨型黑洞。

这张图片首次显示了 M87 星系中心黑洞的喷流和阴影。这些观测是通过来自全球毫米 VLBI 阵列 (GMVA)、阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 的望远镜(ESO 是其合作伙伴)和格陵兰望远镜获得的。这张图片为科学家提供了了解强大射流如何形成所需的背景。新的观测结果还表明,黑洞环(插图中所示)比事件视界望远镜 (EHT) 在较短射电波长下观测到的环大 50%。这表明,在新图像中,我们看到的落向黑洞的物质比我们用 EHT 看到的要多。
这张 GMVA+ALMA 图像首次同时显示了 M87 的喷流和黑洞阴影,为科学家提供了了解强大喷流形成位置所需的背景信息。新的观察结果还表明,插图中显示的黑洞环比科学家之前认为的大 50%。 R.-S. Lu (SHAO)、E. Ros (MPIfR)、S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

这些观察结果也让人们对黑洞本身有了新的认识。 “最初的 EHT 成像只显示了黑洞中心周围吸积盘的一部分。通过将观测波长从 1.3 毫米改为 3.5 毫米,我们可以同时看到更多的吸积盘和现在的喷流,”其中一位研究人员托尼·明特 (Toney Minter) 在一份声明中说。 “这表明黑洞周围的环比我们之前认为的要大 50%。”

这些观测是用射电望远镜进行的,包括强大的阵列,如全球毫米-VLBI 阵列 (GMVA) 和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA),它们使用许多较小的天线一起工作以观察非常远的无线电源。通过结合不同天文台的努力,天文学家可以更好地观察这个著名的黑洞。他们知道黑洞正在喷出喷流,但他们并不知道这些喷流是如何形成的,也不知道这些喷流是在哪里形成的。

“这些结果首次显示了射流形成的位置。在此之前,有两种关于它们可能来自何处的理论,”明特说。 “但这次观察实际上表明,来自磁场和风的能量正在共同作用。”

这有助于科学家了解喷流产生的过程,其中涉及黑洞核心周围的磁场和吹过黑洞周围物质盘(称为吸积盘)的风。为了更多地了解这一过程,研究人员希望使用全球望远镜网络进行更多观测。

马克斯普朗克射电天文学研究所的爱德华多罗斯在另一份声明中说:“我们计划在不同的射电波长下观察 M87 中心黑洞周围的区域,以进一步研究射流的发射。” “未来几年将令人兴奋,因为我们将能够更多地了解宇宙中最神秘区域之一附近发生的事情。”


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