2019年，视界望远镜合作组织发布了第一张黑洞图像，揭示了M87*——M87星系中心的超大质量物体。现在，研究小组利用去年的经验教训，分析了2009-2013年的档案数据集，其中一些数据之前从未发表过。
分析揭示了黑洞图像多年来的行为，表明了新月形阴影特征的持续存在，但也显示了其方向的变化——新月形似乎在摆动。完整的结果发表在今天的《天体物理学杂志》上。
动画显示的一致性的测量环直径和不确定度的方位测量。资料来源:M. Wielgus和EHT合作项目
视界望远镜不是一个单一的望远镜，而是一个全球望远镜的合作伙伴，包括uchicago领导的南极望远镜，它使用甚长基线干涉测量技术进行同步观测。它们一起形成了一个虚拟地球大小的无线电天线，提供了独特的高分辨率图像。
“视界望远镜为我们提供了一种新的工具，可以用以前从未有过的方式研究黑洞和引力，”芝加哥大学天文学和天体物理学副教授布拉德福德·本森(Bradford Benson)说。”的成员过去南极望远镜(SPT)协作和网络,我们期待着为未来研究论证特定Sgr A *,黑洞在银河系的中心,我们有一个独特的观点在地理南极SPT的位置。”
“有了视界望远镜令人难以置信的角度分辨率，我们可以在月球上观看台球比赛，而不会忘记比分!”哈佛大学天体物理中心的天文学家Maciek Wielgus如是说。史密森尼，黑洞倡议研究员，新论文的主要作者。
“去年我们看到了一张黑洞阴影的图像，它由一个明亮的新月形组成，这是由围绕M87*旋转的热等离子体形成的，以及一个黑暗的中心部分，我们预计那里就是黑洞的视界，”Wielgus说。“但这些结果只是基于2017年4月为期一周的观察，时间太短，看不到太多变化。”
但从2009年到2013年，研究人员已经用早期原型阵列收集了M87*的数据，之后所有望远镜都加入了。他们可以点击这些数据，看看新月的大小和方向是否发生了变化。
2009-2013年的观测数据比2017年的要少得多，因此不可能生成图像。相反，EHT团队使用统计模型来观察M87*随时间的变化。
将分析扩展到2009-2017年的观测，科学家们发现M87*符合理论预期。黑洞的阴影直径与爱因斯坦广义相对论中关于65亿太阳质量黑洞的预测保持一致。
但是当新月的直径保持一致时，EHT团队发现数据隐藏了一个惊喜:光环正在晃动，这对科学家来说是一个大新闻。这是他们第一次看到在极端重力条件下，吸积流的动力结构如此接近黑洞的视界。研究这个区域掌握着理解相对论性喷射发射等现象的关键，并将允许科学家制定新的广义相对论测试。
落在黑洞上的气体温度高达数十亿度，在磁场的作用下电离并形成湍流。魏尔古斯说:“因为物质的流动是湍流的，所以新月似乎会随着时间而摆动。”“实际上，我们在那里看到了相当多的变化，并不是所有的吸积理论模型都考虑到如此多的晃动。这意味着我们可以开始排除一些基于观测到的源动力学模型。”
“这些早期EHT实验为我们提供了长期观察的珍贵宝藏，这是目前的EHT，即使它有卓越的成像能力，也无法匹敌的，”Shep Doeleman说，他是EHT的创始理事。“当我们在2009年第一次测量M87的大小时，我们无法预见它会给我们提供黑洞动力学的第一眼。如果你想看到一个黑洞在十年内的演变，没有什么可以替代拥有十年的数据。”
EHT计划的科学家杰弗里·鲍尔补充说:“用扩大的EHT阵列来监测M87*将为研究湍流动力学提供新的图像和更丰富的数据集。我们已经开始分析2018年的观测数据，这些数据是由位于格陵兰岛的另一台望远镜获得的。2021年，我们计划再建两个观察点，以提供非凡的成像质量。这是研究黑洞的一个令人兴奋的时刻!”
引文:“2009-2017年用视界望远镜监测M87的形态”M. Wielgus等人，《天体物理学杂志》，2020年9月23日。1538 – 4357 . DOI: 10.3847 / / abac0d