上海
如何從“看見黑洞”邁向“讀懂黑洞”？
近年來，人類先后獲得了第一張黑洞“照片”——M87星系中心的視界尺度圖像，以及銀河系中心超大質量黑洞的視界尺度圖像，實現了對黑洞附近極端引力環境的直接探測。然而，單一“顏色”（頻率）的圖像主要反映黑洞周圍輻射的空間結構，只有將不同“顏色”的觀測結果結合起來，才能進一步解析輻射背后的物理性質，揭示黑洞附近等離子體的狀態及其輻射機制。
近期，中國科學院上海天文臺路如森、趙杉杉與國外合作者對M87黑洞開展了雙頻率聯合光譜研究，首次獲得黑洞事件視界尺度（注，事件視界尺度即黑洞邊界尺度，黑洞質量越大，這個邊界就越大）的空間分辨譜指數分布，并揭示了其距離黑洞中心遠近發生變化的規律。這相當于給黑洞開展了一次高精度的“空間光譜體檢”。這也是迄今為止人類獲得的首張空間分辨率的黑洞事件視界尺度譜指數圖像。相關成果發表于國際天文學期刊《天體物理學雜志快報》。
利用2018年事件視界望遠鏡和全球毫米波VLBI（甚長基線干涉測量）陣列獲得的觀測數據，研究團隊通過分析1.3毫米和3.5毫米兩個波段的黑洞視界尺度圖像，發現黑洞周圍的輻射性質會隨著距離黑洞中心的變化而發生顯著改變。在靠近黑洞中心的區域，譜指數為正，表明該區域產生的輻射會被周圍等離子體大量吸收，很難向外傳播出來；隨著距離增加，譜指數逐漸下降并由正轉負，能明顯看出輻射區域慢慢變得通透，光線更容易穿過去。
尤為重要的是，這一轉變發生在距離黑洞中心約30微角秒的位置，與3.5毫米波段觀測到的環狀結構尺度一致。這表明，黑洞圖像中的環狀結構不僅反映了輻射形態，還與視界附近等離子體的輻射狀態密切相關。這為理解黑洞吸積流、噴流以及視界尺度輻射過程提供了新的線索。
原標題：《黑洞“光譜體檢”報告首次出爐，這次是“空間分辨率”級別》
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