人類拍攝到的第一個黑洞正通過“光劍”噴射流損失大量能量

事件視界望遠鏡是一個由八個地麵射電望遠鏡組成的行星級陣列，通過國際合作打造，捕捉到了這張M87星係中心超大質量黑洞及其陰影的圖像。(圖片鳴謝:uux.cn/EHT協作)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（Sharmila Kuthunur）：幾年前，天文學家第一次看到了一片長期以來被認為不可見的宇宙黑暗——黑洞，一種強大而難以捉摸的野獸，密度如此之大，甚至連光都無法逃脫其引力。
眾所周知，黑洞會吞噬一切靠近它們的東西——氣體、恒星、行星甚至同類黑洞。但是星係M87中這個模糊的，甜甜圈狀的黑洞(後來被AI微調成一個瘦環)正在慢慢打破黑洞的刻板印象。首先，它似乎是通過損失能量來回饋宇宙。
兩個月前，這個距離地球大約5500萬光年的超大質量黑洞，被稱為M87*，被使用事件視界望遠鏡(EHT)進行了研究，該望遠鏡結合了來自全球多個射電望遠鏡的數據，製作了一個地球大小的虛擬望遠鏡。觀測顯示M87*在旋轉，拖著它的磁場和附近的時空結構。
本月早些時候，天文學家分析了EHT在2021年獲得的黑洞圖像，發現它的磁場足夠強，有時可以阻止它吞噬附近的物質。
現在，該團隊的一個子集對圖像進行了新的分析，揭示了磁場也是導致旋轉黑洞減速的原因，就像旋轉的陀螺隨著時間的推移而減速一樣。
“我們可以肯定地說，2021年的EHT圖像顯示能量正在黑洞附近流出，”安德魯·切爾告訴Space.com，他是新澤西普林斯頓大學的天體物理學家，也是這項新研究的第一作者。“我們需要未來更高靈敏度的圖像來100%確定能量是否從黑洞表麵流出。”
該研究的合著者、田納西州範德比爾特大學的亞曆山德魯·盧普斯卡在一份聲明中說，在這個自我製動過程中，向太空深處釋放的能量就像“百萬光年長的絕地光劍”一樣，通過被稱為相對論射流的結構流出，這種射流的長度是我們銀河係的10倍。
“如果你把地球全部變成梯恩梯，並讓它每秒鍾爆炸1000次，持續數百萬年，這就是我們從M87中獲得的能量，”普林斯頓大學的研究合著者喬治·王說。
黑洞會失去能量這一事實是愛因斯坦相對論的預言之一。科學家們知道一些能量損失可能是由磁場引起的，但他們不知道這個過程是如何展開的。

旋轉的金色氣體和塵埃顯示了M87中心超大質量黑洞周圍的極化磁場，正如事件視界望遠鏡在2021年獲得的合成圖像所示。(圖片鳴謝:uux.cn/EHT協作)
這項新研究的發現表明，從黑洞中湧出的能量沿著其磁場方向離開。研究小組也在考慮一種純理論但令人興奮的可能性，即從M87*推出的能量可能會流入另一個黑洞。
也有可能是能量外流推動了黑洞的噴射，之前的研究顯示這種變化周期為11年。模型顯示，離開黑洞的能量與噴流需要的能量相似，盡管天文學家還不能完全確定。
未來對M87*和EHT的觀測可能會讓他們更接近一個明確的答案。下一代EHT也在研發中，預計將在虛擬望遠鏡網絡中增加更多天線，以獲得更清晰的圖像，甚至可能是黑洞的視頻。
“我認為黑洞極有可能為噴氣式飛機提供動力，但我們無法證明這一點，”Lupsasca說。“還沒有。”
這項研究發表在上周的《天體物理學雜誌》上。

(责任编辑：台北市)