2019年，事件地平线望远镜（EHT）合作组织首次发布了位于星系M87中心的黑洞--M87*的图像，创造了历史。 这张突破性的图像基于2017年收集的数据。 现在，EHT 团队分析了 2018 年观测的其他数据，揭示了新的发现。

对M87星系的超大质量黑洞M87*进行的突破性重新分析，揭示了有关其等离子体环境结构和行为的新见解。 资料来源：EHT 合作项目

最新分析表明，围绕M87*的环的最亮部分发生了偏移，这很可能是由于旋转气体（即吸积盘）中的湍流造成的。 科学家们还证实，黑洞的旋转轴偏离了地球。 展望未来，研究人员的目标是制作 M87*的延时"视频"，以动态的方式展示黑洞是如何随时间演变的。

左图：2018年和2017年观测活动中拍摄的M87*的EHT图像。 中间： 两个不同时间的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟图像示例。 右图： 同样的模拟快照，为了与 EHT 的观测分辨率相匹配而进行了模糊处理。 资料来源：EHT 合作项目

在捕捉到有史以来第一张黑洞图像六年之后，事件地平线望远镜（EHT）合作组织发布了对位于星系M87中心的超大质量黑洞M87*的最新分析报告。 这项最新研究结合了2017年和2018年的观测数据，提供了有关黑洞事件视界附近等离子体结构和运动的新见解。

这些发现标志着我们在了解围绕黑洞及其环境的极端条件方面迈出了重要一步。 这些发现为揭开宇宙中一些最引人入胜的谜团提供了宝贵的理论见解。

"黑洞吸积环境是湍流和动态的。 由于我们可以将2017年和2018年的观测结果视为独立的测量结果，因此我们可以以全新的视角来约束黑洞周围的环境，"台湾师范大学助理教授蒲弘毅解释说。"这项工作凸显了观测黑洞环境随时间演变的变革潜力。"

2018年的观测结果证实了2017年首次捕捉到的发光环的存在，其直径约为43微arcseconds，这与65亿太阳质量黑洞阴影的理论预测一致。 值得注意的是，光环最亮的区域逆时针偏移了30度。

"最亮区域的移动是黑洞周围吸积盘湍流的自然结果，"伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校博士候选人阿比舍克-乔希（Abhishek Joshi）解释说。"在我们最初对2017年观测结果的理论解释中，我们预测最亮区域很可能会逆时针方向移动。 我们非常高兴地看到，2018年的观测结果证实了这一预测！"

黑洞环底部最亮的事实告诉我们黑洞自旋的方向。 康塞普西翁大学的博士后研究员比迪莎-班迪奥帕德亚（Bidisha Bandyopadhyay）补充道："2018年最亮区域的位置也加强了我们之前在2017年观测中对黑洞方位的解读：黑洞的旋转轴正指向远离地球的方向！"

德国法兰克福歌德大学理论天体物理学系主任卢西亚诺-雷佐拉（Luciano Rezzolla）说："像M87*这样巨大的黑洞预计只会在非常长的时间尺度上发生变化，因此，我们在2017年测量到的许多东西在2018年的观测中出现也就不足为奇了。 然而，我们发现的微小差异对于了解M87*附近的实际情况非常重要。打个比方，我们在对比两张相隔一年拍摄的珠穆朗玛峰照片时，并不期望看到岩石结构的差异。 但是，我们确实希望看到山顶附近云层的差异，我们可以利用这些差异推断出主导风向或岩石的三维特性，而这些是我们无法从简单的二维照片中推断出来的。这就是我们在对新数据进行理论分析时所完成的工作，其中大部分工作是在法兰克福完成的，这使我们能够更好地理解物质是如何落到M87*上的，以及M87*作为黑洞的实际特性。 未来几年，我们还将进行更多此类观测，精度也将越来越高，最终目标是制作一部关于 M87* 附近实际情况的影片。"

利用新开发的大量超级计算机生成的图像库（比用于解释2017年观测数据的图像库大三倍），研究小组利用2017年和2018年的观测数据对吸积模型进行了评估。

"当气体从远处螺旋状进入黑洞时，它既可以沿着黑洞旋转的相同方向流动，也可以沿着相反的方向流动。"阿姆斯特丹大学博士生莱昂-索萨潘塔-萨拉斯（León Sosapanta Salas）解释说："我们发现，由于湍流变率相对较高，后一种情况更有可能与多年观测结果相吻合。对M87以后年份（2021年和2022年）的EHT数据的分析已经在进行中，有望提供更有力的统计约束，更深入地了解M87黑洞周围湍流的性质。"

编译自/ScitechDaily

DOI: 10.1051/0004-6361/202451296