天文学家通过多波长观测揭示黑洞对M87星系的影响

据外媒报道，如果你认为两年前遥远星系M87中的第一个黑洞图像是特别的东西，那么新发布的一个汇集了19个天文台工作成果的视频可能会让你大吃一惊。2019年，事件地平线望远镜(EHT)首次捕捉到了这个直径250亿英里的黑洞。M87星系(或者说Messier 87星系)至少在天文学上是接近的。它距离地球大约5500万光年，是本地宇宙中最庞大的星系之一，早在1781年就被Charles Messier首次发现。

然而，位于其中心的黑洞却保持了更久的神秘感。作为一个超大质量黑洞的例子，它迫使天文学家在拍摄它的照片时不得不进行思考：毕竟，黑洞的定义是捕捉光线。EHT收集了八台不同望远镜的数据，并将这些信息汇集起来，创建了一张图像，显示其中心周围的发光气体，引力弯曲造成了阴影。

这张图片在2019年成为头条新闻，但现在EHT再次提供了更多的仪器和更多的细节。“我们知道，黑洞的第一张直接图像将是突破性的，”日本国家天文台的Kazuhiro Hada解释说，他是正在《天体物理学杂志通讯》上发表的一项新研究的共同作者，以描述新数据。“但为了从这一非凡的图像中获得最大的好处，我们需要通过在整个电磁波谱上的观测来了解当时黑洞的一切行为。”

这一次，为了在不同波长的光线下对M87进行前所未有的巡视，天文学家利用了19个天文台--包括5个由NASA运营的天文台。它依靠的是，黑洞的引力可以产生几乎以光速传播的粒子喷射，跨越整个电磁波谱。这些射流在宇宙中喷薄而出，从无线电波到可见光再到伽马射线，由19台不同的仪器收集到不同的组。

视频从最初的EHT图像开始，然后通过射电望远镜阵列，跨越可见光，然后是紫外光，再到X射线，螺旋式地展开。最后，是来自地面上伽马射线望远镜的数据，还有美国宇航局的费米太空望远镜。

在2017年3月和4月期间，200个机构的760名科学家和工程师一起合作拼凑出这套庞大的数据。这也不仅仅是为了娱乐，有可能会有新的科学突破被解锁。

“例如，”NASA解释说，“科学家计划利用这些数据来改进对爱因斯坦广义相对论的测试。目前，这些测试的主要障碍是关于围绕黑洞旋转并被喷射物炸开的材料的不确定性，特别是决定发射光的特性。”

同时，它还可以帮助我们了解“宇宙射线”，它们是如何形成的，以及它们对宇宙其他部分的潜在影响。“这些射流设法将黑洞释放的能量输送到比宿主星系更大的尺度，就像一根巨大的电源线，”这项研究的共同作者、来自阿姆斯特丹大学的Sera Markoff解释道。“我们的结果将帮助我们计算出所携带的能量，以及黑洞的射流对其环境的影响。”

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