在2019年，Event Horizo??n望遠鏡協(xié)作組織提供了黑洞的第一張圖像，揭示了M87 *-M87星系中心的超大質(zhì)量物體。團隊現(xiàn)在已使用去年的經(jīng)驗教訓(xùn)來分析2009-2013年的檔案數(shù)據(jù)集，其中一些以前未發(fā)布。

該分析揭示了黑洞圖像在多年內(nèi)的行為，表明新月形陰影特征的持久性，以及其方向的變化-新月形似乎在搖擺。完整的結(jié)果今天發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。

Event Horizo??n望遠鏡不是單一的望遠鏡，而是全球性的望遠鏡合作伙伴，其中包括UChicago領(lǐng)導(dǎo)的南極望遠鏡，它使用超長基線干涉測量技術(shù)進行同步觀測。它們一起形成了一個虛擬的地球大小的無線電天線，可提供獨特的高圖像分辨率。

芝加哥大學(xué)天文學(xué)與天體物理學(xué)副教授布拉德福德·本森說：“事件地平線望遠鏡為我們提供了一種前所未有的新工具，可以研究黑洞和引力。” “作為南極望遠鏡(SPT)合作和EHT網(wǎng)絡(luò)的成員，我們期待為未來的研究做出貢獻，特別是在銀河系中心黑洞Sgr A *上，我們擁有獨特的SPT在南極地理位置的位置視圖。”

“借助事件地平線望遠鏡令人難以置信的角分辨率，我們可以觀察到在月球上進行的臺球游戲，而不會丟失得分!” 天體物理學(xué)中心的天文學(xué)家Maciek Wielgus說| 哈佛大學(xué)和史密森學(xué)會，黑洞倡議研究員，新論文的主要作者。

“去年，我們看到了一個黑洞陰影的圖像，它是由熱等離子體圍繞M87 *旋轉(zhuǎn)形成的明亮的新月形，以及一個黑暗的中心部分，我們希望黑洞的事件視界在其中，”威格斯。“但是這些結(jié)果僅基于2017年4月在一個為期一周的窗口中進行的觀察，這太短了，無法看到很多變化。”

但是從2009年到2013年，在完整的望遠鏡加入之前，研究人員已經(jīng)使用早期的原型陣列獲取了M87 *的數(shù)據(jù)。他們可以利用該數(shù)據(jù)來確定新月形的大小和方向是否已更改。

2009-2013年的觀測數(shù)據(jù)所包含的數(shù)據(jù)遠少于2017年的數(shù)據(jù)，因此無法創(chuàng)建圖像。相反，EHT團隊使用統(tǒng)計模型來查看M87 *外觀隨時間的變化。

將分析擴展到2009年至2017年的觀察結(jié)果，科學(xué)家表明M87 *符合理論預(yù)期。黑洞的陰影直徑與愛因斯坦關(guān)于65億太陽質(zhì)量的黑洞的廣義相對論的預(yù)測保持一致。

但是，當月牙直徑保持一致時，EHT小組發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)隱藏了一個驚喜：這枚戒指在晃動，這對科學(xué)家來說是個大新聞。他們第一次可以看到在極端重力條件下如此接近黑洞事件視界的吸積流的動力學(xué)結(jié)構(gòu)。研究該區(qū)域是理解相對論射流發(fā)射現(xiàn)象的關(guān)鍵，并將使科學(xué)家能夠?qū)V義相對論進行新的檢驗。

落在黑洞上的氣體在存在磁場的情況下會加熱到數(shù)十億度，電離并變成湍流。維爾格斯說：“由于物質(zhì)的流動是湍流的，所以月牙似乎隨著時間而擺動。” “實際上，我們在那里看到了很多變化，并不是所有的吸積理論模型都允許這么多的波動。這意味著我們可以根據(jù)觀察到的源動態(tài)開始排除某些模型。”

EHT的創(chuàng)辦人Shep Doeleman表示：“這些早期的EHT實驗為我們提供了長期觀察的寶庫，而當前的EHT即使具有出色的成像能力，也無法與之匹敵。” “當我們在2009年首次測量M87的尺寸時，我們無法預(yù)見它會帶給我們關(guān)于黑洞動力學(xué)的第一印象。如果您想看到黑洞在過去的十年中不斷發(fā)展，那么無可替代。十年的數(shù)據(jù)。”

EHT項目科學(xué)家杰弗里·鮑爾說：“監(jiān)測M87 *與擴大EHT陣列將提供新的圖像和更豐富的數(shù)據(jù)集來研究湍流的動態(tài)，我們已經(jīng)著手分析從2018點的觀測數(shù)據(jù)，一個額外獲得。望遠鏡位于格陵蘭島。我們計劃在2021年再進行另外兩個站點的觀測，以提供非凡的成像質(zhì)量。這是研究黑洞的絕佳時機!”