伽马射线耀斑的光曲线（底部）和2018年活动期间在无线电和X射线中获得的M87喷流的各种尺度的准模拟图像集（顶部）。仪器、波长观测范围和刻度显示在每张图像的左上角。来源：uux.cn/EHT合作、Fermi LAT合作、H.E.S.S.合作、MAGIC合作、VERITAS合作、EAVN合作（神秘的地球uux.cn）据名古屋市立大学：M87也被称为室女座A或NGC 4486，是室女座星系团中最亮的天体，是宇宙中最大的引力束缚型结构。2019年4月，EHT的科学家发布了其中心黑洞的第一张图像后，它声名鹊起。在EHT多波长工作组的领导下，发表在《天文学和天体物理学》上的一项研究展示了2018年4月进行的第二次EHT观测活动的数据，该活动涉及25台以上的地面和轨道望远镜。作者报告了十多年来首次从超大质量黑洞M87观测到高能伽马射线耀斑，这是基于该星系几乎同时收集到的最宽波长范围的光谱。“我们很幸运在这次事件视界望远镜的多波长活动中探测到M87的伽马射线耀斑，”论文协调员之一、的里雅斯特大学与INAF和INFN相关的研究员Giacomo Principe说。“这标志着十多年来在这个源中观测到的第一次伽马射线燃烧事件，使我们能够精确地限制导致观测到的伽马射线发射的区域的大小。观测——包括最近使用更灵敏的EHT阵列的观测和计划在未来几年进行的观测——将为研究M87超大质量黑洞周围的物理学提供宝贵的见解和非凡的机会。“这些努力有望揭示磁盘喷射连接，并揭示伽马射线光子发射背后的起源和机制。”研究人员研究的相对论性喷流的范围令人惊讶，其大小超过了黑洞事件视界数千万倍（七个数量级），类似于细菌大小与已知最大蓝鲸之间的差异。这场高能耀斑持续了大约三天，表明发射区域的大小不到三光年（约170天文单位，其中1天文单位是太阳到地球的距离），揭示了一次明亮的高能发射爆发，远远高于射电望远镜通常从黑洞区域探测到的能量。名古屋城市大学的Kazuhiro Hada领导了对多波长活动的无线电观测和分析，他说：“这个超大质量黑洞的活动是高度不可预测的——很难预测何时会发生耀斑。2017年和2018年获得的对比数据分别代表了它的静止和活动阶段，为解开这个神秘黑洞的活动周期提供了至关重要的见解。”。东京大学宇宙射线研究所的Daniel Mazin解释说：“耀斑的持续时间大致对应于发射区域的大小。伽马射线的快速变化表明耀斑区域非常小，只有中心黑洞大小的10倍左右。”Daniel Mazin是探测到伽马射线耀斑的MAGIC望远镜团队的成员。“有趣的是，在伽马射线中观察到的急剧变化在其他波长中没有被检测到。这表明耀斑区域具有复杂的结构，并且根据波长表现出不同的特征。”参与2018年多波段探测M87*黑洞高能伽马射线耀斑活动的天文台和望远镜。来源：uux.cn/EHT合作、Fermi LAT合作、H.E.S.S.合作、MAGIC合作、VERITAS合作、EAVN合作2018年的第二次EHT和多波长活动利用了二十多个备受瞩目的观测设施，包括美国宇航局的费米LAT、HST、NuSTAR、钱德拉和斯威夫特望远镜，以及世界上三个最大的成像大气切伦科夫望远镜阵列（H.E.s.s.、MAGIC和VERITAS）。这些天文台分别对X射线光子以及高能和甚高能（VHE）伽马射线敏感。在竞选期间，费米太空天文台上的LAT仪器检测到高能伽马射线通量的增加，其能量比可见光大数十亿倍。钱德拉和NuSTAR随后收集了X射线波段的高质量数据。东亚VLBI网络（EAVN）的无线电观测显示，在距离星系核心几微秒的弧内，喷流的位置角每年都会发生明显的变化。“通过结合有关射流方向变化、EHT观测到的环的亮度分布和伽马射线活动的信息，我们可以更好地了解高能辐射产生背后的机制，”Kogakuin大学的Motoki Kino说，他是活动期间EAVN观测的协调员。数据还显示，环的不对称性（所谓的黑洞事件视界）的位置角和射流的位置存在显著变化，这表明这些结构在非常不同的尺度上存在物理关系。研究人员解释说：“在2018年观测活动期间获得的第一张图像中，可以看到沿环的发射并不均匀，因此呈现出不对称性（即较亮的区域）。2018年进行的与本文相关的后续观测证实了这些数据，突出不对称性的位置角发生了变化。”该团队还将观测到的宽带多波长光谱与理论发射模型进行了比较。宇宙射线研究所的Tomohisa Kawashima说：“2018年的耀斑在伽马射线中表现出特别强烈的增亮。超高能粒子可能在安静状态下观察到的同一发射区域内经历了额外的加速，也可能在不同的发射区域发生了新的加速。”他使用安装在日本国家天文台的超级计算机进行了模拟。阿姆斯特丹大学教授、该研究的合著者Sera Markoff说：“超大质量黑洞射流中粒子如何以及在哪里加速是一个长期以来的谜。我们第一次可以将粒子加速事件中伽马射线耀斑期间近事件视界区域的直接成像与耀斑起源的测试理论相结合。”。这一发现为激发未来的研究和理解宇宙的潜在突破铺平了道路。 天文学家利用半人马座A的钱德拉望远镜拍摄的最深的X射线图像，发现了一个不寻常的标记，这是巨大黑洞强大的喷流撞击其路径上一个不明物体时留下的。与明亮的X射线源相连的一片V形发射位于超大质量黑洞射流路径附近（插图中突出显示）。“V”的臂长至少约700光年。在这张照片中，钱德拉的低、中、高能X射线分别被着色为粉红色、紫色和蓝色。图像：uux.cn/NASA/CXC/SAO/D.Bogensberger等人；图像处理：NASA/CXC/SAO/N.Wolk；（神秘的地球uux.cn）据美国国家航空航天局（李莫洪）：即使是黑洞喷出的物质也会在黑暗中撞到物体。利用美国国家航空航天局的钱德拉X射线天文台，天文学家发现了一个巨大黑洞强大的喷流撞击其路径上不明物体的不寻常痕迹。这一发现是在距离地球约1200万光年的半人马座a（Cen a）星系中发现的。天文学家长期以来一直在研究Cen A，因为它的中心有一个超大质量黑洞，发出壮观的喷流，横跨整个星系。黑洞不是从黑洞内部发射这种高能粒子流，而是从其周围的强引力场和磁场发射。该图像显示了钱德拉望远镜看到的低能X射线，以粉红色表示，中能X射线以紫色表示，最高能X射线则以蓝色表示。在这项最新研究中，研究人员确定，喷流——至少在某些地方——以接近光速的速度移动。利用Cen A有史以来最深的X射线图像，他们还发现了一片与明亮的X射线源相连的V形发射，这是这个星系以前从未见过的。这个被称为C4的源位于超大质量黑洞喷流路径附近，并在插图中突出显示。“V”的臂长至少约700光年。作为背景，离地球最近的恒星大约4光年远。C4源位于半人马座A星系。图像：uux.cn/NASA/CXC/SAO/D.Bogensberger等人；图像处理：NASA/CXC/SAO/N.Wolk；虽然研究人员对正在发生的事情有一些想法，但被炸毁的物体的身份是一个谜，因为它太远了，即使在目前最强大的望远镜的图像中也看不到它的细节。被撞击的隐形物体可能是一颗大质量恒星，无论是单独撞击还是与伴星撞击。C4的X射线可能是由喷流中的粒子与远离恒星的风中的气体碰撞引起的。这种碰撞会产生湍流，导致射流中气体密度的增加。这反过来又点燃了钱德拉望远镜的X射线发射。然而，“V”的形状尚不完全清楚。“V”形底部臂中源后面的X射线流大致平行于射流，与湍流导致射流路径中障碍物后面X射线发射增强的图像相匹配。“V”的另一个臂更难解释，因为它与喷流成大角度，天文学家不确定什么可以解释这一点。这并不是天文学家第一次看到黑洞喷流撞击Cen a的其他物体。还有其他几个例子表明，喷流似乎正在撞击物体——可能是大质量恒星或气体云。然而，C4在X射线中具有V形，而射流路径中的其他障碍物在X射线图像中会产生椭圆形斑点，这使C4脱颖而出。钱德拉是唯一能够看到这一特征的X射线天文台。天文学家正试图确定为什么C4在接触后有这种不同的外观，但这可能与喷流撞击的物体类型或喷流直接撞击它的方式有关。一篇描述这些结果的论文发表在最近一期的《天体物理学杂志》上。该研究的作者是David Bogensberger（密歇根大学）、Jon M.Miller（密歇根大学”）、Richard Mushotsky（马里兰大学）、Niel Brandt（宾夕法尼亚州立大学）、Elias Kammoun（法国图卢兹大学）、Abderahmen Zogbhi（马里兰大学”）和Ehud Behar（以色列理工学院）。位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉项目。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。