北京
近期，中國科學院上海天文臺科研團隊與國外合作者利用2018年事件視界望遠鏡（EHT）和全球毫米波VLBI（甚長基線干涉測量）陣列獲得的觀測數據，對M87黑洞開展了雙頻聯合光譜研究。研究利用1.3毫米和3.5毫米兩個波段獲得黑洞視界尺度圖像，通過聯合分析，首次獲得了黑洞事件視界尺度的空間分辨譜指數分布，并揭示了譜指數隨距離黑洞中心變化的規律。在這項研究中，譜指數反映了黑洞周圍不同位置的輻射在不同頻率下的亮度變化規律。這相當于為黑洞開展了一次高精度的“空間光譜體檢”。這也是迄今為止人類獲得的首張空間分辨的黑洞事件視界尺度譜指數圖像。
▲M87黑洞事件視界尺度譜指數分布（左）及隨黑洞距離的變化（右）。
研究結果顯示，黑洞周圍輻射性質會隨著與黑洞中心的距離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，并隨距離略有升高，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。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。
未來，科研團隊通過獲取更多頻率的黑洞圖像，不僅能夠更加精確地診斷黑洞附近等離子體的物理狀態，還有望進一步追蹤吸積流和噴流結構隨時間的演化過程，從而推動黑洞研究從靜態結構成像邁向動態物理診斷，更深入地認識黑洞周圍的極端物理環境。
來源：中央廣播電視總臺
責任編輯：梁春雨
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