上海
【文/觀察者網 陳思佳】
2019年，天文學家發布了M87星系中心超大質量黑洞（M87*）的圖像，這是人類拍攝到的第一張黑洞照片。近期，天文學家對這個黑洞的研究又有了新的進展。
據物理學家組織網6月16日報道，由加拿大拉瓦爾大學博士生卡米爾·波伊特拉斯牽頭的國際研究團隊使用先進的圖像處理技術，對美國錢德拉X射線天文臺的觀測數據進行了處理，得到了迄今為止最清晰的M87*黑洞噴流的X射線圖像。
M87*黑洞距離地球約5500萬光年，質量約為太陽的65億倍。2019年，事件視界望遠鏡（EHT）合作組織發布了該黑洞的首張照片。當物質落入這類超大質量黑洞時，釋放出的部分能量會以巨大的粒子噴流的形式噴射出來，這些噴流往往長度達到數千光年。
天文學家一直在觀測M87*黑洞的噴流，但長期以來，X射線觀測無法像其他波段那樣清晰分辨某些噴流結構。為解決這一問題，波伊特拉斯牽頭的研究團隊使用了反卷積的圖像處理技術，對美國國家航空航天局（NASA）錢德拉X射線天文臺在2012年至2025年間獲得的觀測數據進行了處理。
2012年和2025年觀測到的M87*黑洞噴流X射線圖像 錢德拉X射線天文臺
新的圖像揭示出更加精細的黑洞噴流細節，有些噴流結構看起來幾乎靜止不動，另一些結構則以極快的速度運動，使得天文學家可以通過“驚人的細節”追蹤黑洞噴流的演化。
報道稱，研究團隊測量到的運動最快的結構，表觀速度可達光速的5倍。不過，這種“超光速運動”現象實際上只是一種光學錯覺，當物質以接近光速、大致朝著地球方向運動時就會產生。
物理學家組織網補充說，X射線波段觀測到的黑洞噴流運動和亮度變化，與計算機模型的結果相符。根據計算機模擬，噴流不同部分碰撞時產生的沖擊波以及噴流周圍的磁場，在驅動噴流結構方面發揮著重要作用。
波伊特拉斯表示：“我們之前已經能觀測到噴流的變化，但從未在X射線圖像中獲得如此精細的細節。以前看似混雜在一起的結構，現在可以被分辨出來，這使得我們能夠更好地追蹤噴流在十多年觀測中的演變過程。”
研究團隊還發布了一張合成圖像，綜合錢德拉X射線天文臺的X射線觀測、詹姆斯·韋布空間望遠鏡的紅外觀測、哈勃空間望遠鏡的光學觀測以及甚大天線陣的射電觀測，展現了M87*的黑洞噴流。
M87*黑洞噴流的合成圖像 錢德拉X射線天文臺
相關研究結果已在當地時間6月14日至18日舉行的第248屆美國天文學會會議上發布。
對于黑洞噴流的觀測，有助于天文學家研究超大質量黑洞如何影響其所在星系。研究參與者、美國哈佛-史密松森天體物理中心的天文學家格里特·謝倫伯格表示：“這些觀測有助于我們更好地理解，超大質量黑洞附近釋放的能量是如何通過噴流傳輸，并最終沉積到周圍星系中。”
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