包括阿尔托大学研究人员在内的一个国际科学家小组利用新的毫米级波长的观测产生了一幅图像，该图像首次显示了环状结构，该结构显示了落入中央黑洞的物质和突出的射电星系Messier 87中的强大相对论喷射。

该图像首次强调了中央超大质量黑洞附近的吸积流与射流的起源之间的联系。新的观测结果是由全球毫米波段VLBI阵列（GMVA）获得的，并由相位式阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）和格陵兰望远镜（GLT）补充。这两个观测站的加入大大增强了GMVA的成像能力。该结果发表在《自然》杂志上。

上海天文台的吕如森说："以前，我们在单独的图像中看到了黑洞和喷流，但现在我们在一个新的波长下拍摄到了黑洞及其喷流的全景图，"他还领导着中国科学院的一个马克斯-普朗克研究小组。

这张图片首次将M87星系中心的黑洞的喷流和阴影放在一起，为科学家提供了了解强大的喷流是如何形成的所需背景。新的观测结果还显示，黑洞的环，在此插图中显示，比事件地平线望远镜（EHT）在较短的无线电波长下观测到的环大50%。这表明，在新的图像中，我们看到了比EHT所能看到的更多向黑洞坠落的物质。资料来源：R.-S。Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

周围的物质被认为是在一个被称为吸积的过程中落入黑洞的，但是从来没有人直接对它进行过成像。我们之前看到的环在3.5毫米的观测波长下变得更大更厚。这表明，落入黑洞的物质产生了额外的发射，现在在新的图像中可以观察到。他补充说："这让我们对黑洞附近的物理过程有了更全面的了解。"

ALMA和GLT参与了GMVA的观测，并由此提高了这个洲际望远镜网络的分辨率和灵敏度，这使得我们有可能首次在3.5毫米的波长下对M87的环状结构进行成像。GMVA测得的环状结构的直径为64微秒，相当于月球上的宇航员回望地球时看到的小型（5英寸/13厘米）自拍环的大小。这个直径比事件地平线望远镜在1.3毫米的观测中看到的要大50%，符合对该区域相对论等离子体发射的预期。

"随着将ALMA和GLT加入到GMVA的观测中，成像能力大大提升，我们获得了一个新的视角。我们确实看到了我们从早期VLBI观测中了解到的三脊喷流，"波恩的马克斯-普朗克射电天文研究所（MPIfR）的Thomas Krichbaum说。"但是现在我们可以看到射流是如何从中央超大质量黑洞周围的发射环中出现的，而且我们还可以在另一个（更长的）波长下测量发射环的直径。"

阿尔托大学的高级科学家和论文的共同作者Tuomas Savolainen说，Metsähovi射电天文台参与GMVA的测量活动已经超过十年了，并且从1990年代中期开始参与3.5毫米的VLBI观测。

"我们在Metsähovi的射电望远镜是欧洲仅有的五个参与2018年这些观测活动的站点之一。他说："能够在3.5毫米波长进行测量的天线并不多，这使得在Metsähovi收集的数据很有价值。

"事件地平线望远镜的图像显示了M87中的黑洞阴影，但由于参与观测的望远镜数量较少，所以这些观测无法探测到较弱和较长的喷射。"Savolainen说："能够在1.3毫米波长下观测的望远镜甚至比在3.5毫米波长下观测的望远镜还要少。"

来自M87的光线是由高能电子和磁场的相互作用产生的，这种现象被称为同步辐射。波长为3.5毫米的新观测揭示了有关这些电子的位置和能量的更多细节。

它们还告诉我们一些关于黑洞本身的性质：它不是很饿。它消耗物质的速度很低，只将其中一小部分转化为辐射。中央研究院天文学和天体物理学研究所的浅田圭一解释说："为了了解更大更厚的环的物理来源，我们不得不使用计算机模拟来测试不同的情况。结果，我们得出结论，环的较大范围与吸积流有关。"

来自日本国家天文台的Kazuhiro Hada补充说："我们还在我们的数据中发现了一些令人惊讶的事情：靠近黑洞的内部区域的辐射比我们预期的要宽。这可能意味着不仅仅是有气体落入。还可能有一股风吹出来，造成黑洞周围的湍流和混乱。"

"了解更多关于Messier 87的探索并没有结束，因为进一步的观测和强大的望远镜群将继续揭开它的秘密。"韩国天文和空间科学研究所的Jongho Park说："未来在毫米波段的观测将研究M87黑洞的时间演变，并提供黑洞的多色图像，在射电光下的多色图像。"

其中一些新的观测是在今年春天进行的，Metsähovi射电天文台再次参加了这些观测。

"3.5毫米是我们目前工作的最短波长，这些观测需要良好、干燥的天气条件。幸运的是，这里4月份的天气经常很好。几年后，我们将为我们的望远镜得到一个新的接收器，它将允许在一个广泛的波长范围内同时进行观测。然后，我们将能够更好地纠正大气层造成的数据失真，并获得更高质量的图像，"Metsähovi射电天文台操作工程师Petri Kirves说。