科学家首次绘制黑洞事件视界光谱图

科学家们不再满足于给黑洞拍照，而是开始诊断其物理性质。中国科学院上海天文台领衔的研究团队，首次在事件视界尺度上绘制出超大质量黑洞M87*的空间分辨光谱指数图。该研究于7月14日发表在《天体物理学杂志通讯》上，为理解等离子体在极端环境中的行为打开了新窗口。

黑洞的“光谱体检”

研究团队将2018年由事件视界望远镜和全球毫米波甚长基线干涉测量阵列分别在1.3毫米和3.5毫米两个射电波段拍摄的图像进行了结合。通过绘制黑洞周围每个点辐射亮度随频率变化的情况，他们创建了M87*的高精度“光谱体检”结果。

结果显示，辐射性质随与黑洞距离的增加而系统性变化。在事件视界附近，光谱指数为正，表明同步自吸收仍主导辐射；离得更远时，指数转为负，标志着向光学薄辐射的转变。这一转变发生在距中心约30微角秒处——与3.5毫米波段观测到的环形结构位置吻合。

环形结构与等离子体物理相关

这一发现表明，黑洞图像中标志性的环并非单纯的几何特征，而是反映了周围等离子体物理状态的真实变化。该研究第一作者、上海天文台助理研究员赵杉杉博士表示：“通过获取M87*黑洞首个空间分辨的光谱指数分布，我们可以定量描述黑洞周围区域的辐射性质变化。这使我们能直接探索等离子体性质在视界尺度上的变化，为理解吸积流和喷流形成提供新线索。”

未来展望

该研究通讯作者路如森博士表示，未来的多频事件视界成像将有助于区分等离子体物理和引力特征对黑洞图像的影响，从而更精确地研究吸积、喷流形成和强场引力。研究者指出，随着毫米波VLBI技术的持续进步，未来可能实现时间分辨观测，使黑洞研究从静态成像转向动态物理过程。