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“揭示出惊人的细节”，天文学家得到迄今最清晰的M87黑洞喷流X射线图像
【文/观察者网 陈思佳】
2019年，天文学家发布了M87星系中心超大质量黑洞（M87*）的图像，这是人类拍摄到的第一张黑洞照片。近期，天文学家对这个黑洞的研究又有了新的进展。
据物理学家组织网6月16日报道，由加拿大拉瓦尔大学博士生卡米尔·波伊特拉斯牵头的国际研究团队使用先进的图像处理技术，对美国钱德拉X射线天文台的观测数据进行了处理，得到了迄今为止最清晰的M87*黑洞喷流的X射线图像。
M87*黑洞距离地球约5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。2019年，事件视界望远镜（EHT）合作组织发布了该黑洞的首张照片。当物质落入这类超大质量黑洞时，释放出的部分能量会以巨大的粒子喷流的形式喷射出来，这些喷流往往长度达到数千光年。
天文学家一直在观测M87*黑洞的喷流，但长期以来，X射线观测无法像其他波段那样清晰分辨某些喷流结构。为解决这一问题，波伊特拉斯牵头的研究团队使用了反卷积的图像处理技术，对美国国家航空航天局（NASA）钱德拉X射线天文台在2012年至2025年间获得的观测数据进行了处理。
2012年和2025年观测到的M87*黑洞喷流X射线图像 钱德拉X射线天文台
新的图像揭示出更加精细的黑洞喷流细节，有些喷流结构看起来几乎静止不动，另一些结构则以极快的速度运动，使得天文学家可以通过“惊人的细节”追踪黑洞喷流的演化。
报道称，研究团队测量到的运动最快的结构，表观速度可达光速的5倍。不过，这种“超光速运动”现象实际上只是一种光学错觉，当物质以接近光速、大致朝着地球方向运动时就会产生。
物理学家组织网补充说，X射线波段观测到的黑洞喷流运动和亮度变化，与计算机模型的结果相符。根据计算机模拟，喷流不同部分碰撞时产生的冲击波以及喷流周围的磁场，在驱动喷流结构方面发挥着重要作用。
波伊特拉斯表示：“我们之前已经能观测到喷流的变化，但从未在X射线图像中获得如此精细的细节。以前看似混杂在一起的结构，现在可以被分辨出来，这使得我们能够更好地追踪喷流在十多年观测中的演变过程。”
研究团队还发布了一张合成图像，综合钱德拉X射线天文台的X射线观测、詹姆斯·韦布空间望远镜的红外观测、哈勃空间望远镜的光学观测以及甚大天线阵的射电观测，展现了M87*的黑洞喷流。
M87*黑洞喷流的合成图像 钱德拉X射线天文台
相关研究结果已在当地时间6月14日至18日举行的第248届美国天文学会会议上发布。
对于黑洞喷流的观测，有助于天文学家研究超大质量黑洞如何影响其所在星系。研究参与者、美国哈佛-史密松森天体物理中心的天文学家格里特·谢伦伯格表示：“这些观测有助于我们更好地理解，超大质量黑洞附近释放的能量是如何通过喷流传输，并最终沉积到周围星系中。”
本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。
标签 天文- 责任编辑: 程煦
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