上海
人類首次“看見”的那個黑洞——M87黑洞有了譜指數圖像。這項研究由中國科學院上海天文臺科研人員領銜開展，相關論文7月20日發表在國際天文學期刊《天體物理學雜志通訊》。
M87黑洞位于室女座M87星系中心，距離地球約5500萬光年，質量約為太陽的65億倍，首張“身份照”于2019年發布。多年來，上海天文臺路如森研究員科研團隊與國際同行緊密合作，持續對M87黑洞展開深入研究。
M87黑洞事件視界尺度譜指數分布圖。（上海天文臺供圖）
在最新研究中，他們利用2018年事件視界望遠鏡（EHT）和全球毫米波VLBI陣列（GMVA）獲得的觀測數據，對M87黑洞開展了雙頻聯合譜指數成像研究。通過對1.3毫米和3.5毫米兩個波段獲得的黑洞視界尺度圖像進行聯合分析，首次獲得黑洞事件視界尺度的空間分辨譜指數分布，并揭示了譜指數隨與黑洞中心距離變化的規律。
研究結果顯示，黑洞周圍輻射性質會隨著與黑洞中心距離的變化而發生顯著改變，這一特征直觀地體現在譜指數的空間分布上。在靠近黑洞中心的區域，譜指數為正，表明該區域的輻射仍受到較強的同步輻射自吸收影響；隨著距離增加，譜指數逐漸下降并由正轉負，顯示輻射逐漸過渡到光學較薄狀態。
尤為重要的是，這一轉變發生在距離黑洞中心約30微角秒的位置，與3.5毫米波段觀測到的環狀結構尺度一致。這表明，黑洞圖像中的環狀結構不僅反映了輻射形態，還與視界附近等離子體的輻射狀態密切相關，為理解黑洞吸積流、噴流以及視界尺度輻射過程提供了新的觀測約束。
M87黑洞事件視界尺度譜指數隨與黑洞中心距離發生變化。（上海天文臺供圖）
“譜指數反映了黑洞周圍物質在不同觀測頻率下的輻射特性，是理解黑洞附近輻射機制的重要線索。”路如森介紹說，此前發布的單一頻率的圖像，主要反映黑洞周圍輻射的空間結構。只有將不同頻率的觀測結果結合起來，才能進一步解析輻射背后的物理性質，揭示黑洞附近等離子體的狀態及其輻射機制，推動黑洞研究從“看見黑洞”邁向“讀懂黑洞”。
原標題：《最新突破！中國科學家領銜對黑洞進行“光譜體檢”》
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