拍摄黑洞的望远镜发布了黑洞“打喷嚏”照片:里面有一处意外

一个喷嚏气流的威力,令疫情期间的我们戴上了口罩。其实,宇宙中的黑洞并非只会吞噬物质,也会“打喷嚏”,而且喷出的东西接近光速,长度可达数万光年。

去年4月初,“事件视界望远镜”(EHT)公布了人类首张黑洞照片。时隔近一年后,该国际科学组织发布了黑洞的“打喷嚏”照片:一股从超大质量黑洞附近喷射而出的相对论性喷流。

神秘的相对论性喷流本质上是超强等离子体。从这张照片中,位于德国波恩的马普射电天文研究所Jae Young Kim团队得到有史以来最高分辨率,从而发现一个意料之外的结构:黑洞“打喷嚏”还会拐弯,喷流并不是笔直的。

照片中的喷流出现在类星体3c279,是一个位于处女座的星系。它中心的一个光点异常明亮,不停闪烁。这说明,那里有一个超大质量黑洞,不断有气体和星体落入它的势力范围,旋转成一个炽热高能的“吸积盘”。

研究人员估算,那个黑洞质量约为太阳的10亿倍,在粉碎吞噬气体和星体的过程中,它并非只进不出,而是会喷出两股细细的、火焰状的高速等离子体,甚至因为观测角度的关系,会在视觉上呈现出超光速的几何错觉。

此前,钱德拉太空望远镜等也曾发现过类似的黑洞喷流,这次,EHT望远镜得到了史上最高的分辨率,小于半光年,从而看到了一处意外的结构:

本该笔直的喷流,在底部呈现出了弯曲形状。这是科学家首次发现喷流在垂直方向上的特征,并且在2017年4月的几天观察期内出现了快速的变化。

Jae Young Kim说道:“这就好像你拆到俄罗斯套娃最里面的那一个,发现了非常不同的形状。”

喷流在几天之内的变化

喷流细节图像的变化之快也令他感到困惑:“相对论性喷流展现出超光速运动,是一种视觉错觉。但垂直的这块,是全新的,需要仔细分析一下。”

该研究项目的主要设计者托马斯 克里希鲍姆(Thomas Krichbaum)也表示,相对论喷流中出现大约20倍光速的横向视觉运动,很难简单解释。这暗示传播中的等离子体存在不稳定性。

EHT由分布在世界各地的8台望远镜组成阵列,使用一种叫做甚长基线干涉测量(VLBI)的技术协同工作,形成一个有效口径等于地球直径的大望远镜,分辨率相当于月球上宇航员能看到地球上的一只橙子。

EHT由分布在世界各地的8台望远镜组成阵列

受到新冠肺炎疫情的影响,EHT取消了今年3月、4月的观测活动,正在全力分析来自银河系中心黑洞,以及半人马座A、OJ 287和NGC 1052等活动星系的数据。关于黑洞“打喷嚏”会拐弯这点,也在后续研究中。