中国天文学家领衔M87黑洞研究 获首张事件视界尺度谱指数图像

7年多前全球合作获得人类首张黑洞照片的M87星系中心超大质量黑洞，最近由中国天文学家领衔取得一项重大突破性研究进展——相当于为黑洞开展一次高精度的“空间光谱体检”，研究团队获得人类首张空间分辨的黑洞事件视界尺度谱指数图像，助力学界从“看见黑洞”到“读懂黑洞”。

这项重要成果，由中国科学院上海天文台科研团队联合国外合作者共同完成，相关研究论文20日在国际专业学术期刊《天体物理学快报》上线发表。

研究团队介绍，这次研究的M87黑洞距离地球5500万光年，质量为太阳的65亿倍。研究团队利用2018年事件视界望远镜(EHT)和全球毫米波甚长基线干涉测量(VLBI)阵列获得的观测数据，对M87黑洞进行双频联合光谱研究。

他们利用1.3毫米和3.5毫米两个波段获得的黑洞视界尺度图像，通过联合分析，首次获得黑洞事件视界尺度的空间分辨谱指数分布，并揭示谱指数随距离黑洞中心变化的规律。

论文第一作者、中国科学院上海天文台助理研究员赵杉杉认为，研究团队首次获得的M87黑洞事件视界尺度谱指数空间分布，定量揭示了黑洞周围辐射性质的径向变化规律。这使天文学家能够直接研究视界尺度等离子体状态随空间尺度的变化，并为理解吸积流与喷流形成过程提供新的线索。

随着毫米波甚长基线干涉测量技术的持续发展以及下一代观测设施的建设，多频、高灵敏度和时变观测能力将不断提升，后续科学家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，更深入认识黑洞周围的极端物理环境。

论文通讯作者、中国科学院上海天文台路如森研究员表示，未来，多频视界尺度成像将成为诊断黑洞附近等离子体物理状态的重要窗口。随着观测能力不断提升，多频观测有望帮助区分辐射过程与引力效应在黑洞图像中的贡献，从而为研究黑洞吸积与喷流机制以及探索强引力物理提供新的观测途径。