人類的黑洞研討，總算從抽象幻想和理論推演，進化到拿望遠鏡實驗觀測的時代了。
愛因斯坦廣義相對論裡說，黑洞圖像是由許多個「子環」構成的。近來，科學家初度發布黑洞射流高清圖片，人類總算能夠驗證了！從此，人類對黑洞的考慮，總算從抽象幻想和理論推演，進化到拿望遠鏡觀測的時代了。
還記得上一年發布的第一張黑洞相片嗎？
第一張黑洞相片：間隔地球5500萬光年的Messier 87星系中心的巨大黑洞。是的，聽起來有點像奧特曼的快樂老家：M78星雲。
攝影這張相片的數百名研討人員分享了根底物理學打破獎的300萬美元獎金。他們沒有坐享勞績，而是在整整一年後的現在發布了黑洞射流的新圖像。
科學家攝影發射高能噴射黑洞的詳細圖像
天文學家團隊對另一個黑洞又有了打破性觀測成果：獲得了一張由超大質量黑洞驅動的巨大等離子體射流的圖像。這張相片具有前所未有的豐厚細節。
研討小組說，圖像左面的明亮斑斕應該是黑洞周圍迴旋扭轉的氣體和塵土盤，等離子體射流由強度較低的赤色特徵流勾勒出來。
專家說，這種噴流是一種稱為「耀變體」的結構。
典型的耀變體——蝎虎座BL型天體PKS 2155-304的光學圖像
耀變體的物質噴射方向大約正好指向地球，就像手電筒的光束相同。
耀變體是活動星系核中最亮的一種，它由類星體構成，類星體是一類活潑地吸收物質的超大質量黑洞。它們在旋轉時會逐漸捲起磁場，然後導致黑洞周圍的物質被朝兩頭射出，構成健壯的γ射線相對論噴流，其亮度足以跨越國際被我們觀測到。
「繞著黑洞的許多物質註定要穿越工作視界，再也不會返回，但是其中一些能夠沿著穿過黑洞的健壯磁力線發射，這便是射流的實質。」該研討的合著者，倫敦大學學院的Ziri Younsi博士說。
他彌補說：「黑洞不只吞噬了許多物質，並且還吐出了許多東西，由於它們被高度磁化並且旋轉得如此靈敏。」
研討小組說，至關重要的是，該圖像是超大質量黑洞周圍噴流的最高解析度，這意味著研討人員能夠初度查看噴流底部鄰近發作的情況。特寫圖像顯現了黑洞鄰近的斑斕，該斑斕好像稍微偏離了射流其餘部分的軸線。Younsi說：「它被抵消了好幾度。」
這意味著射流的底部或許存在某種「扭結」，或者是因盤繞射流而歪曲的物質。斑斕也或許是盤繞和進入黑洞的氣體和塵土構成的的圓盤邊緣的一部分。
但仍有些問題懸而未決，比方，射流的等離子體終究由什麼構成？射流與黑洞怎樣耦合？
該圖像宣布在《天文學與天體物理學》（ Astronomy & Astrophysics）雜誌上，由「工作地平線望遠鏡」計劃（Event Horizon Telescope，簡稱EHT）攝影。這個巨大的研討計劃該團隊由哈佛大學和史密森尼大學天體物理學中心的科學家領導，包括8臺射電望遠鏡，以及廣泛全球的一大批研討人員。
研討小組說，這個黑洞是類星體3C 279的一部分，比銀河系中心的黑洞大200倍。這個類星體位於處女座星系中，距我們50億光年遠。
Younsi說： 「通常在這個間隔上我們看不到任何東西，由於到了我們這兒的時候，光線一般現已紅移太多了。」
「但是由於這次幾乎是直接朝著我們噴射的，所以悉數方面的輻射都被增強了，它看起來比實踐要亮得多，因而我們能夠檢測到它。」
射流指向地球，這也解說了另一個風趣的問題–為什麼射流的跋涉速度（看起來）比光速快15-20倍。
Younsi說：「這是一種投影效果。」他指出，這架噴氣飛機實踐上傳達的速度約為光速的0.995倍。
這項新作品並不是「工作地平線望遠鏡」計劃發布的第一張令人驚嘆的圖像：上一年，該團隊發布了黑洞的第一張圖像，揭示了黑洞熾熱的氣體和塵土光環。
但是Younsi說，新的圖像對物理學家來說更加令人興奮。他說：「這是我們第一次實在看到射流與黑洞和（氣體和塵土）吸積盤的連接。」 「它將使我們能夠開始答覆有關黑洞怎樣為射流供能，黑洞怎樣進食，黑洞怎樣成長的問題。」
Younsi說，新圖像標誌著即將到來的一系列發現。
M87黑洞：「指環王」
這項研討的成果宣布在《科學發展》(Science Advances)期刊上。研討人員檢測了 M87的圖像，特別是其中佔主導地位的黃金環。
他們指出，正如廣義相對論理論所猜測的那樣，這個環應該包括一個由較小環組成的子結構，而 EHT無法解析這個子結構。在這個環的子結構中，有關於這個黑洞的信息。
愛因斯坦的廣義相對論用來猜測黑洞的性質，他說在這個亮環內應該有一個「光子環」，它由一系列相似的子環組成。
哈佛天體物理學中心的Michael Johnson解說說：「黑洞的圖像實踐上包括一系列嵌套的環。」 「每個相繼的環都具有相同的直徑，但變得越來越尖利，由於它的光在抵達查詢者之前繞黑洞繞了屢次。
使用當時的EHT圖像，我們僅僅只是瞥見了任何黑洞圖像中應該出現的悉數複雜性。
黑洞的圖像在由黑洞投射的「陰影」周圍具有明亮的發射環。該環由一堆越來越尖的子環組成，這些子環與光子抵達查詢者之前盤繞黑洞的軌跡數相對應
由於黑洞周圍的光子也無法逃脫它的引力，所以黑洞在盤繞它的氣體和塵埃的明亮發射上投射了陰影，並逐漸落到其表面上。在此陰影周圍是一圈光子環，該光子環是由黑洞鄰近工作視界之外的健壯重力效果發作的。
下面這個動畫顯現了怎樣從這些子環以及構成該圖像的光子軌跡中構成黑洞圖像。或許，關於這些環的一個更令人震驚的啟示是，廣義相對論奉告我們，每個環都是由捕獲的光子組成的。
能夠科學上網的朋友能夠移步這個油管視頻：https://youtu.be/I4LolZ27l3E
結合理論與實驗：黑洞物理學迎來高光時刻
「來自不同領域的專家匯聚一堂，使我們能夠將對光子環的理論了解與查詢的或許性實在聯繫起來，」伊利諾伊大學香檳分校物理學研討生George Wong說。
Wong的軟體用於生成模擬的黑洞圖像，比從前計算的解析度更高。
在EHT的組合功率上增加另一個望遠鏡能夠使天文學家分辨單個環。
EHT上一年四月攝影的第一張黑洞圖像和剛剛發表的黑洞射流新圖像，其最令人驚喜之處或許在於，它們改變了黑洞研討的辦法：黑洞研討從此從樸素的理論領域轉向依靠實驗科學。
人類對黑洞的考慮，總算從抽象幻想和理論推演，進化到拿望遠鏡觀測的時代了。
終究奉上乾貨視頻，帶你康康黑洞圖像怎樣驗證愛因斯坦「子環」假說：
參閱連結：
科學家捕獲發射高能噴射黑洞的圖像
https://www.theguardian.com/science/2020/apr/07/scientists-capture-image-of-black-hole-emitting-high-energy-jets
太空研討打破：初度獲得黑洞相片
https://www.theguardian.com/science/2019/apr/10/black-hole-picture-captured-for-first-time-in-space-breakthrough
黑洞圖像的未來是亮光的
https://thenextweb.com/syndication/2020/04/04/the-future-of-black-hole-images-is-bright/