对壮观的 M87 星系的新观察揭示了强大的喷流是如何围绕其内部的巨大黑洞形成的。
几年前，橙色发光甜甜圈的形象引起了轰动。 研究人员首次捕捉到位于宇宙中心超大质量黑洞附近的图像 银河M87
这个星系以在中央黑洞的驱动下加速远离星系的物质而闻名。 喷流究竟是如何锚定在黑洞附近的，以及物质是如何流入喷流的，目前还不完全清楚。
在马克斯普朗克射电天文学研究所的参与下，天文学家现在正在提供新的答案。 凭借几乎与地球本身一样大的射电望远镜网络，他们正在使用 M87 的例子，使物质流动在星系的极端中心首次可见。
据推测，像 M87 这样的星系中心的巨大亮度和活动是由于周围区域的物质落入星系中心的黑洞造成的。
然而，一些物质也通过射流从该区域排出。 就 M87 星系而言，已经有中央黑洞和喷流周围最内层物质盘的单独图像。
此前尚不清楚保持与星系边缘平行的喷流是如何在黑洞附近形成的。
现在获取的图像首次建立连接。 “我们看到喷流是如何从黑洞周围的环中出现的，并对产生喷流的物理过程有了新的认识，”马克斯普朗克射电天文学研究所的 Thomas Krichbaum 说。
巨型望远镜做详细的工作
国际研究小组通过观察波长为 3,5 毫米的无线电光获得了图像。 这使得人们几乎可以清楚地看到围绕中心黑洞的射电明亮物质流，这些物质流为喷流提供燃料。
从地球上看，这个内部区域看起来只有月球上的音乐会聚光灯那么大，对应的角直径为 64 微角秒。 在距银河系约 55 万光年的距离处，这相当于我们太阳系直径的几倍。
为了解析这些从地球上看很小的结构，研究人员使用了一系列射电望远镜。 网络越大，各个望远镜之间的距离越远，可以成像的结构就越小。
无线电接收器调谐到的波长也定义了图像。 波长越短，可以成像的结构越精细。
该网络的核心组件是全球毫米级VLBI阵列（GMVA），它跨越 欧洲 北美和南美拥有十多个单独的望远镜。 为了提高成像质量，该团队还添加了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（Alma）和格陵兰望远镜。
只有通过望远镜的特殊布置和 3,5 毫米波长的选择，科学家们才能对银河系的中央引擎以及物质如何流入黑洞并在射流中向外加速进行成像。
他们早在 2018 年 XNUMX 月就观测了银河系的核心，并花了数年时间来解释数据和重建图像。
马克斯普朗克射电天文学研究所的科学家 Eduardo Ros 说：“M87 喷流和环的壮观图像是一个重要的里程碑，也是多年合作努力的结晶。”
几年前，天文学家使用不同的望远镜配置，即波长为 87 毫米的事件视界望远镜，成功获得了 M1,3 核的图像，其特点是具有更强的变焦系数。 它主要显示紧邻黑洞的一个相对较窄的环中的物质。 这张甜甜圈状的图像首次标记了黑洞本身。
追踪物理学的边界
对于马克斯普朗克射电天文学研究所所长 J. Anton Zensus 而言，这些成功表明这些全球射电望远镜网络技术的多年发展和不断扩展已经取得了回报。 但尚未达到这种高分辨率观察技术的极限。
GMVA 望远镜的新的、更灵敏的无线电接收器应该使天文学家能够进行更详细的测量。 除了已在此处成像的光强度之外，还可以提取射电光的其他属性。
例如，极化模仿了围绕黑洞并塑造射流的潜在磁场的结构和强度。 在呈现的图像中通过无线电发射可见的物质沿着这些不可见的磁力线移动。
这些和其他测量技术使研究黑洞附近的物理过程成为可能，黑洞比太阳重十亿倍，这体现了物理学的极限。
M87 星系：关键事实
- M87 星系也被称为 Virgo A 或 Messier 87。它是法国天文学家 Charles Messier 编制的第 87 个天体。
- 它位于室女座，是室女座星系团的一部分。 它距地球约53.5万光年。
- M87星系是附近宇宙中最大的星系之一。 它的直径估计约为 120,000 光年，比我们的银河系大得多。
- M87 以拥有天文学家已知的最大黑洞之一而闻名。 其中心的黑洞质量约为太阳的 6.5 亿倍，周围环绕着旋转的热气体和等离子体圆盘。
- 这个星系还具有从其中央黑洞发出的突出的高能粒子射流。 射流延伸超过 5,000 光年，并发出各种波长的辐射，包括无线电波、可见光和 X 射线。
- M87 被归类为椭圆星系，这意味着它具有椭圆形或类似足球的形状。 它没有在银河系等螺旋星系中看到的明显旋臂。
- 它是室女座星系团中最亮的星系之一。 它的视星等约为 9.6，在有利条件下可以用双筒望远镜或小型望远镜看到。
- 像其他星系一样，M87 被认为被暗物质光环包围，暗物质是一种不发射光或与光相互作用但施加引力影响的神秘物质。
- M87 与室女座星系团中的其他星系相互作用，导致其外部区域形成潮汐尾和扭曲。
- 哈勃太空望远镜对 M87 进行了广泛研究，提供了有关其结构、喷流和黑洞的详细图像和数据。
Sumber: MPG
