2019年,天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過事件視界望遠(yuǎn)鏡(EHT)第一次近距離捕捉到了室女座星系團(tuán)中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞,獲得了歷史上的第一張黑洞照片。近日,EHT再度出手,并把目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)了半人馬座A星系的另一個(gè)黑洞。2021年7月19日,研究人員在《自然-天文學(xué)》上發(fā)表了研究結(jié)果,首次對(duì)一個(gè)較小的超大質(zhì)量黑洞發(fā)射的等離子體噴流進(jìn)行了高分辨率射電觀測(cè)。
研究人員表示,EHT獲取的黑洞最新圖像有助于了解這些星系中心如何將大量物質(zhì)注入到強(qiáng)大光束中,并將它們發(fā)射到數(shù)千光年之外的太空中。這些圖像也支持了基于廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè),表明黑洞在很大的質(zhì)量范圍內(nèi)行為相似。
英國愛丁堡大學(xué)天文學(xué)家Philip Best表示:“與之前的噴流圖像相比,EHT新圖像的分辨率是驚人的?!?/p>
EHT在2017年的觀測(cè)活動(dòng)中探測(cè)了半人馬座A。半人馬座A距地球約1 300萬光年,是離地球最近的星系之一。它有明顯的噴流,在星系盤的上下噴射著物質(zhì),這是一個(gè)活躍的巨型黑洞的標(biāo)志。
論文通信作者、德國馬普學(xué)會(huì)電天文研究所的Michael Janssen 說:“我們想看看在EHT的分辨率下噴流是什么樣子的,我們不知道會(huì)發(fā)生什么?!?/p>
EHT獲取了半人馬座A超大質(zhì)量黑洞附近的噴流如何產(chǎn)生的詳細(xì)圖像。研究人員觀察到,噴流的整體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)和M87高度相似。
其他望遠(yuǎn)鏡在不同波長(zhǎng)拍攝到的半人馬座A的噴流圖像沒有顯示出多少細(xì)節(jié),但EHT的圖像顯示,噴流的中心是黑色的,邊緣是兩條明亮的平行條紋。研究人員表示,噴流的邊緣之所以看起來很亮,是因?yàn)樗耐獠繀^(qū)域與周圍的氣體和塵埃摩擦,導(dǎo)致它們發(fā)光。
天體物理學(xué)家還不完全明白星系核是如何驅(qū)動(dòng)這些異常強(qiáng)大噴流的。一種理論認(rèn)為,吸積盤即物質(zhì)螺旋進(jìn)入黑洞的漩渦,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),將一些物質(zhì)引導(dǎo)到噴流中。也有理論認(rèn)為,這個(gè)磁場(chǎng)必須利用黑洞自身的旋轉(zhuǎn)能量才能獲得如此巨大的能量。
對(duì)半人馬座A的新觀察并沒有解決這個(gè)問題,但提供了線索。Janssen表示,這些圖像顯示,噴流平行的邊緣在靠近黑洞的地方變成了一個(gè)錐狀。“這個(gè)錐體的底部仍然很寬,這可能表明它來自于吸積盤,但還有待觀察?!彼f。
美國圣約翰學(xué)院理論天體物理學(xué)家Jim Beall認(rèn)為,此問題可能沒有單一的答案?!昂诙吹淖孕献еE落物質(zhì)最內(nèi)層的穩(wěn)定軌道,這反過來又影響了吸積盤的形狀和噴流的動(dòng)力,這是一種共生關(guān)系。”他表示,EHT把我們帶到了吸積盤附近,結(jié)果非常漂亮。