事件視界望遠鏡精準定位 M87* 超大質量黑洞噴流發源地

编辑者: Uliana S.

利用 EHT,一個全球射電望遠鏡網絡,協同工作,像一台與地球同樣大小的望遠鏡,科學家們研究了距黑洞非常接近的區域。

事件視界望遠鏡(EHT)合作團隊近期發表了一項重大的天文突破:科學家們已成功精確定位出源自 M87* 超大質量黑洞的巨大噴流起點。這項研究成果是基於對 EHT 在 2021 年期間所蒐集數據的深入分析,為這些由帶電粒子組成的強大噴流究竟從何處誕生,提供了關鍵的觀測證據。

在一項新的研究中,EHT 科學家小組發現了噴射起始區存在的證據,使用了 2021 年的新資料。

觀測對象 M87* 坐落於距離地球約 5,500 萬光年的梅西耶 87(M87)星系中心。過去的觀測數據中,噴流的基部往往隱匿在黑洞「陰影」的背景之下,而本次發現則成功追蹤到了噴流的源頭。根據精確測量顯示,該噴流的總長度延伸達 3,000 光年,而新識別出的噴流起始區域,距離黑洞中心僅不到十分之一光年(約 0.09 光年)。

此項跨國計畫匯集了多位頂尖專家,包括來自馬克斯·普朗克無線電天文學研究所(MPIfR)的小組負責人 Saurabh,以及美國國家無線電天文觀測站(NRAO)的團隊成員 Hendrik Müller。此外,現任職於加拿大理論天體物理研究所(CITA)、先前曾服務於 MPIfR 的 Sebastiano von Fellenberg 亦對此研究貢獻良多。研究結果已正式發表於《天文學與天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)期刊。研究團隊指出,2021 年數據中捕捉到的無線電輻射,在 2017 年至 2019 年的舊數據中並未出現,這些輻射源自黑洞極近距離的緊湊區域,與噴流基部的位置完全吻合。

M87* 在天文史上具有特殊地位,它是人類首個於 2019 年 4 月(基於 2017 年數據)成功拍攝到黑洞陰影圖像的天體。其質量驚人,約為太陽質量的 65 億倍,遠超我們銀河系中心人馬座 A*(Sgr A*)約 400 萬倍太陽質量的規模。本次分析採用了超長基線干涉測量技術(VLBI),使科學家能夠在接近史瓦西半徑(Schwarzschild radius)的尺度上解析黑洞周邊的結構。

為了提升觀測靈敏度,研究團隊引入了多項新儀器,特別是北半球擴展毫米波陣列(NOEMA)以及位於基特峰(Kitt Peak)的 12 公尺望遠鏡。這些設備提供了關鍵的中間基線,使其對 0.02 至 0.2 秒差距尺度的結構具備極高敏感度。這種在距離 M87* 僅 0.09 光年處解析結構的技術能力,展現了 EHT 合作團隊日益精進的觀測實力。在理論模型方面,布蘭德福德-日納傑(Blandford-Znajek, BZ)機制認為,噴流的能量是透過橫跨事件視界的磁場,從黑洞的旋轉能中提取而出的。團隊計畫在未來進行更多觀測,這對於驗證現有理論並解開星系噴流啟動的基本機制之謎至關重要。

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來源

  • Yahoo

  • RadioNet

  • Reddit

  • Space.com

  • The Guardian

  • Max-Planck-Gesellschaft

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