北京
近期，中国科学院上海天文台科研团队与国外合作者利用2018年事件视界望远镜（EHT）和全球毫米波VLBI（甚长基线干涉测量）阵列获得的观测数据，对M87黑洞开展了双频联合光谱研究。研究利用1.3毫米和3.5毫米两个波段获得黑洞视界尺度图像，通过联合分析，首次获得了黑洞事件视界尺度的空间分辨谱指数分布，并揭示了谱指数随距离黑洞中心变化的规律。在这项研究中，谱指数反映了黑洞周围不同位置的辐射在不同频率下的亮度变化规律。这相当于为黑洞开展了一次高精度的“空间光谱体检”。这也是迄今为止人类获得的首张空间分辨的黑洞事件视界尺度谱指数图像。
▲M87黑洞事件视界尺度谱指数分布（左）及随黑洞距离的变化（右）。
研究结果显示，黑洞周围辐射性质会随着与黑洞中心的距离变化而发生显著改变，这一特征直观地体现在谱指数的空间分布上。在靠近黑洞中心的区域，谱指数为正，并随距离略有升高，表明该区域的辐射仍受到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。这一转变发生在距离黑洞中心约30微角秒的位置，与3.5毫米波段观测到的环状结构尺度一致。这表明，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，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。
未来，科研团队通过获取更多频率的黑洞图像，不仅能够更加精确地诊断黑洞附近等离子体的物理状态，还有望进一步追踪吸积流和喷流结构随时间的演化过程，从而推动黑洞研究从静态结构成像迈向动态物理诊断，更深入地认识黑洞周围的极端物理环境。
来源：中央广播电视总台
责任编辑：梁春雨
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