最新突破!中国科学家领衔对黑洞进行“光谱体检”
作者:ClearCorner
时间:2026-08-01
来源:互联网
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中国科学家领衔利用EHT和GMVA观测数据,对M87黑洞进行双频联合谱指数成像,首次获得事件视界尺度的谱指数分布。结果显示,辐射性质随距离黑洞中心变化,在约30微角秒处谱指数由正转负,对应光环结构,为理解黑洞吸积与辐射机制提供新约束。
还记得2019年那张轰动全球的黑洞照片吗?人类首次“看见”的那个M87黑洞,如今有了更深层的“体检报告”。这次,中国科学家团队领衔,为它做了前所未有的“光谱体检”。
M87黑洞位于室女座M87星系的中心,距离地球大约5500万光年,质量是太阳的65亿倍。2019年,事件视界望远镜(EHT)合作组织发布了它的首张“身份照”,举世瞩目。从那以后,中国科学院上海天文台的路如森研究员团队就一直与国际同行紧密合作,持续对这颗黑洞进行更深入的探索。
就在最近,他们利用2018年EHT和全球毫米波VLBI阵列(GMVA)的观测数据,做了一件很有意思的事:对M87黑洞进行双频联合谱指数成像研究。简单来说,就是把1.3毫米和3.5毫米两个波段获得的黑洞视界尺度图像放到一起,进行联合分析。结果呢?他们首次获得了黑洞事件视界尺度的空间分辨谱指数分布,并且揭示了谱指数随与黑洞中心距离变化的规律。
那么,研究结果揭示了什么?
数据很直观。黑洞周围的辐射性质,会随着距离黑洞中心远近的不同,发生显著变化。这个变化特征,清晰地体现在了谱指数的空间分布上。在靠近黑洞中心的区域,谱指数是正的,这说明那里的辐射还受到较强的同步辐射自吸收影响;而随着距离增加,谱指数逐渐下降,由正转负,表明辐射逐渐过渡到光学较薄状态——换句话说,辐射更容易“跑”出来。
最关键的是,这种转变发生在距离黑洞中心大约30微角秒的位置,这个尺度,恰好与3.5毫米波段观测到的环状结构尺度一致。这意味着什么?意味着黑洞图像中那个标志性的“光环”,不仅反映了辐射的形态,更与视界附近等离子体的辐射状态密切相关。这为理解黑洞吸积流、喷流以及视界尺度的辐射过程,提供了全新的观测约束。
正如路如森研究员所说,谱指数是理解黑洞附近辐射机制的关键线索。单一频率的图像,主要告诉我们“辐射长什么样”;而把不同频率的结果结合起来,才能进一步解析“辐射为什么长这样”,揭示黑洞附近等离子体的状态及其辐射机制。这标志着黑洞研究正从“看见黑洞”走向“读懂黑洞”。
M87黑洞事件视界尺度谱指数分布图。(上海天文台供图)
M87黑洞事件视界尺度谱指数随与黑洞中心距离发生变化。(上海天文台供图)
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M87黑洞事件视界尺度谱指数分布图。(上海天文台供图)
M87黑洞事件视界尺度谱指数随与黑洞中心距离发生变化。(上海天文台供图)
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