得益于这架巨型望远镜，黑洞喷流拍摄到了一些恒星的迷人照片

黑洞不仅仅是黑色的洞。位于大多数星系中心的超大质量黑洞也是粒子喷泉，它们用巨大的破碎原子喷流为其宿主星系的大片区域提供能量。这些喷涌的物体在无线电波中发出炽热的光芒，为地球上的天文摄影师摆出各种姿势。

现在，天文学家拍摄到了此类喷流的最清晰照片。事件视界望远镜（EHT）是一个全球性的射电望远镜网络，它成功拍摄了有史以来第一张黑洞阴影的照片，研究人员发布了一张放大的半人马座星系中心黑洞喷流图像。这一观测推动了黑洞天文学的发展，可以帮助研究人员更好地了解喷流在整个宇宙中是如何喷射的。

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“它是距离地球最近的射电星系，”德国波恩大学天文学家、EHT 合作项目成员迈克尔·詹森 (Michael Janssen) 表示。如果我们想研究“超大质量黑洞发射的典型喷流，半人马座 A 是理想的候选者。”

黑洞大奖的最新赔付

EHT 协调了包括南极洲和西班牙设施在内的少数几台射电望远镜之间的操作，因此该阵列相当于一台地球大小的仪器。当 EHT 于 2017 年将目光聚焦天空时，研究人员中了黑洞大奖。极佳的天气为合作提供了数据，最终拍下了第一张黑洞图像和第一张黑洞磁场图像——他们仍在从天体信息宝库中搜寻。

周一，一支主要由 EHT 研究人员组成的团队发布了最新照片。2017 年，EHT 阵列在大约六个小时内将视线锁定在半人马座 A 星系的中心，那里有一个比太阳重 5500 万倍的黑洞，向太空发射数十万光年长的电子和其他粒子射流。

EHT 无法完全分辨出黑洞本身的阴影。半人马座 A 距离 M87 星系（第一个被拍摄到的黑洞所在地）约四倍，但半人马座 A 的黑洞比 M87 的黑洞小约 100 倍。尽管如此，研究人员还是可以看到第二好的东西：黑洞的辐射。对于大多数望远镜来说，喷流看起来像是细长、毫无特征的光束，类似于激光笔的光束。但地球上最强大的阵列却能够分辨出小到大约半光日的结构——大约是海王星轨道直径的三倍。

“据我所知，”詹森说，“这是我们第一次看到在光日尺度以下分辨出来的现象。”该团队于周一在《自然天文学》杂志上发表了他们的观察结果。

特写视角揭示了黑洞将喷流发射到宇宙时喷流的形状。虽然喷流的中心看起来几乎完全是黑暗的，但其边缘却闪闪发光。这一特征在其他喷流研究中也出现过，但从未如此引人注目。就半人马座 A 的黑洞而言，这暗示喷流可能是空锥体，或者是复杂而螺旋状的磁场产生了这种效果。

理论家们对黑洞究竟如何产生如此强大的喷流有很多疑问，其中一些问题可以通过像这样的直接图像得到解答。接下来，该团队计划分析 2017 年数据的偏振光，这将使他们能够直接看到喷流的磁场。

从喷流到星系

詹森很想在所有这些活动之中好好观察一下黑洞，但在计算出完成这一壮举需要付出的确切代价后，他不再抱太大希望。主要的挑战是看穿喷流本身厚厚的面纱。研究小组发现，极高能量的光应该能够充分穿透喷流，但在地球上捕捉到它是不可能的。然而，如果天文学家能设法将一组射电望远镜阵列放置在绕地球运行的轨道上，并将它们相距至少 5,000 英里，那么这个装置可能就能奏效。

“我是一名年轻的天文学家，所以我喜欢做梦，”詹森说。“这肯定需要很长时间。”

目前还没有制定建造如此庞大的黑洞阵列的具体计划，但黑洞天文学这一新兴领域在此期间将有很多事情要做。EHT 继续观察一些物体，包括 M87 的黑洞、我们银河系自己的黑洞，以及散布在宇宙中的其他与黑洞相关的现象。

此次合作希望在一年内发布我们当地超大质量黑洞的图像，并将通过进一步分析继续描述其目标的新细节。从长远来看，该阵列还将迎来新的望远镜。

仔细研究黑洞及其喷流的行为是对爱因斯坦广义相对论的重要检验，也是充实我们对宇宙宏观视野的关键。

即使是最强大的黑洞也相对较小，与我们的太阳系相似。然而，每个黑洞在调节其整个星系的行为方面都发挥着巨大的作用，其喷流向比黑洞本身大十亿倍的空间喷出粒子。这些喷流可以搅动大量的气体和尘埃，从而阻止星系的恒星形成。由于尚未完全了解的原因，超大质量黑洞似乎是星系行为的基础，而星系是宇宙的原子。

“如果我们想了解宇宙，我们就需要了解星系以及它们的演化方式，”詹森说。