黑洞光谱体检报告首次达空间分辨率级别

如何从“看见黑洞”迈向“读懂黑洞”？

过去几年，人类在黑洞观测领域完成了两项里程碑式突破：先是拍摄到M87星系中心超大质量黑洞的“照片”，随后又获得了银河系中心黑洞的视界尺度图像。这标志着人类真正“看”到了黑洞附近的极端引力环境。然而，单一的“照片”如同黑白底片，虽能呈现物体外形，却无法揭示其物质构成。

最近，中国科学院上海天文台团队联合国外同行，对M87黑洞进行了一次高精度的“光谱体检”——这是首次在空间分辨率级别上，直接获取事件视界尺度上的谱指数分布。所谓事件视界尺度，可简单理解为黑洞的边界，黑洞质量越大，边界范围越广。相关研究成果已发表于《天体物理学杂志快报》。

研究的关键在于使用两种不同“颜色”的波段进行观测：1.3毫米和3.5毫米。通过分析2018年事件视界望远镜（EHT）与全球毫米波VLBI阵列的数据，团队发现黑洞周围的辐射性质随距离黑洞中心的远近发生显著变化。靠近中心时，谱指数为正，表明辐射被稠密等离子体大量吸收，难以向外传播；随着距离增加，谱指数逐渐下降并由正转负，意味着辐射区域变得“通透”，光线更易穿过。

最值得关注的是，谱指数“由正转负”的临界点恰好出现在距离黑洞中心约30微角秒的位置，而这一位置与3.5毫米波段观测到的环状结构尺度完全吻合。这意味着，黑洞图像中的光环不仅反映辐射形态，更直接揭示了视界附近等离子体的辐射状态。这一发现为理解黑洞的吸积流、喷流乃至整个视界尺度的辐射过程提供了全新线索。

简而言之，这不仅是给黑洞做了一次“光谱体检”，更是人类首次在空间分辨率层面真正摸清黑洞附近的“脾气”。