星空有约|人类首次“看见”的那个黑洞有了谱指数图像

新华社上海7月21日电（记者胡喆、张建松）还记得人类首次“看见”的那个黑洞吗？M87黑洞，如今有了新的“身份”——谱指数图像。这项研究由中国科学院上海天文台科研人员领衔，相关成果已于7月20日发表在国际期刊《天体物理学杂志通讯》上。

M87黑洞，这个位于室女座M87星系中心的庞然大物，距离地球约5500万光年，质量是太阳的65亿倍。自2019年首张“身份照”发布以来，它一直是天文学界的明星。路如森研究员带领的团队，与国际同行紧密合作，持续深入探索。

在最新研究中，他们利用2018年事件视界望远镜（EHT）和全球毫米波VLBI阵列（GMVA）的数据，对M87黑洞进行了双频联合谱指数成像。简单说，就是把1.3毫米和3.5毫米波段的图像叠加分析，首次获得了黑洞视界尺度的谱指数分布，并揭示了谱指数随距离变化的规律。

结果很直观：黑洞周围的辐射性质，会随着距离中心的位置变化而显著改变。谱指数的空间分布，就像一张“辐射地图”，清晰展示了这种变化。在靠近黑洞中心的区域，谱指数为正，说明该区域的辐射仍受较强的同步辐射自吸收影响；随着距离增加，谱指数逐渐下降并由正转负，显示辐射逐渐过渡到光学较薄状态。

这才是关键所在：谱指数由正转负的位置，正好在距离黑洞中心约30微角秒处，与3.5毫米波段观测到的环状结构尺度完全一致。这意味着，黑洞图像中的环状结构，不仅反映了辐射形态，还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、喷流以及视界尺度辐射过程，提供了新的观测约束。

路如森解释说，谱指数反映了黑洞周围物质在不同观测频率下的辐射特性，是理解辐射机制的重要线索。此前发布的单一频率图像，主要展示辐射的空间结构。只有将不同频率的观测结果结合起来，才能进一步解析辐射背后的物理性质，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”迈向“读懂”。