黑洞远不止是黑色的洞。位于大多数星系中心的超大质量黑洞也是粒子的喷泉，它们以巨大的断裂原子喷流为它们的宿主星系提供能量。这些喷涌的物体在无线电波中发出炽热的光芒，为地球上的天文学摄影师们提供了绝佳的拍摄对象。
现在，天文学家们拍摄到了迄今为止最清晰的此类喷流照片。事件视界望远镜 (EHT) 团队公布了一张图像，该望远镜是一个覆盖全球的射电望远镜网络，曾成功拍摄到首张黑洞阴影的照片。这张新图像放大了位于半人马座星座中心黑洞的喷流。这项观测将黑洞天文学推向了新前沿，这有助于研究人员更好地理解喷流是如何在宇宙中发生的。
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“这是离地球最近的射电星系，”德国波恩大学天文学家、EHT 合作成员 Michael Janssen 说。如果我们要研究“由超大质量黑洞发出的典型喷流，那么半人马座 A 就是理想的候选者。”
黑洞奖池的最新馈赠
EHT 协调南极洲和西班牙等地的射电望远镜的运行，使其阵列作为一个地球大小的仪器协同工作。当 EHT 在 2017 年将目光投向天空时，研究人员就中了黑洞大奖。极佳的天气为合作团队提供了数据，这些数据不仅促成了第一张黑洞图像的诞生，还催生了第一张关于黑洞磁场的图像——而且他们仍在整理这些天体信息的宝库。
周一，一个主要由 EHT 研究人员组成的团队发布了他们最新的快照。在 2017 年的约六个小时里，EHT 阵列将目光锁定在半人马座 A 星系的中心，那里有一个比太阳重 5500 万倍的黑洞，它将长达数十万光年的电子和其他粒子喷射到太空中。
EHT 无法完全分辨出黑洞本身的阴影。半人马座 A 的距离是第一个被成像黑洞 M87 的四倍，但半人马座 A 的黑洞比 M87 的黑洞小约 100 倍。尽管如此，研究人员还是看到了次优的选择：黑洞的辐射。对于大多数望远镜来说，喷流看起来就像纤细、无特征的光束，类似于激光指示器的光束。但地球上最强大的阵列设法分辨出了小至约半光日（大约是海王星轨道直径的三倍宽）的结构。
“据我所知，”Janssen 说，“这是我们第一次看到在小于光日的尺度上解析出的东西。”该团队于周一在《自然·天文学》上发表了他们的观测结果。
近距离观察揭示了黑洞将喷流发射到宇宙中的那一刻，喷流的形状。虽然喷流的中心几乎完全是黑暗的，但它的边缘却闪耀着明亮的光芒。这一特征在其他喷流研究中也出现过，但从未如此引人注目。就半人马座 A 的黑洞而言，这可能暗示喷流可能是空心的圆锥体，或者复杂的螺旋磁场产生了这种效果。
理论家们对黑洞如何产生如此强大的外流有很多疑问，而像这张图像这样的定向图像或许能帮助解答其中一些问题。接下来，该团队计划分析 2017 年数据中的偏振光，这将使他们能够直接看到喷流的磁场。
从喷流到星系
Janssen 希望能近距离观察黑洞在所有活动中心，但在计算了完成这项壮举所需的条件后，他并不抱太大希望。主要挑战将是看穿喷流本身的厚重帷幕。该团队发现，极高能量的光应该能够充分穿透喷流，但地球上接收到这种光是不可能的。然而，如果天文学家们能够在一个绕地球运行的射电望远镜阵列中，并且将望远镜的距离至少设定在 5000 英里以上，那么这种设备或许就能派上用场。
“我是一名年轻的天文学家，所以我喜欢做梦，”Janssen 说。“这肯定需要很长时间。”
虽然没有关于如此宏大阵列的具体计划，但年轻的黑洞天文学领域在此期间将有很多工作可做。EHT 继续观测一些天体，包括 M87 的黑洞、我们星系的自身黑洞以及散布在宇宙中的其他与黑洞相关的现象。
该合作团队希望在一年内发布我们本地超大质量黑洞的图像，并将继续通过进一步分析来描述其目标的新细节。长期来看，该阵列还将迎来新的望远镜。
仔细研究黑洞及其喷流的行为，不仅是对爱因斯坦广义相对论的重要检验，也是充实我们对宇宙的宏观视野的关键。
即使是最庞大的黑洞，相对于它们所在的星系而言也相对较小，其大小与我们的太阳系相似。然而，每一个黑洞都在调节其整个星系的活动中扮演着至关重要的角色，其喷流将粒子喷射到比黑洞本身大十亿倍的空间区域。这些喷流可以搅动气体和尘埃，以至于阻止星系的恒星形成。出于尚未完全理解的原因，超大质量黑洞似乎对星系的活动至关重要，而星系则是宇宙的基本组成单位。
“如果我们想了解宇宙，我们就需要了解星系及其演化，”Janssen 说。
