我们见过的唯一一个黑洞有一个晃动的阴影

一年多前，科学家们向世界展示了令人难以置信的东西：有史以来拍摄的第一张黑洞照片。通过将四大洲用碟子进行的射电天文观测汇总在一起，这个名为事件视界望远镜(Event Horizon Telescope)的合作项目成功地观测到了5300万光年外的一个超大质量黑洞，它的质量是太阳的650万倍，位于星系Messier 87(M87)的中心。这张火热的历史图片显示出一个明亮的新月形超热气体和碎片绕着黑洞的活动视界旋转，这是一个漆黑的中央不可回归点，捕捉到任何经过的东西，即使是光。

EHT团队刚刚取得了天文学史上最令人印象深刻的成就之一，但这只是个开始。周三，EHT合作小组的成员在美国《天体物理杂志》上发表了关于M87超大质量黑洞(简称M87*)的新发现，揭示了两个新的重大见解。

首先，视界的阴影直径不会随时间改变，这正是爱因斯坦的广义相对论对M87*大小的超大质量黑洞的预言。然而，第二个洞察力是，装饰在这个影子上的明亮的新月远非稳定：它在摇晃。M87周围有如此多的湍流物质*新月会突然熄灭，变得焦躁不安，这是有道理的。但事实上，我们可以随着时间的推移观察它，这意味着我们现在有了一种既定的方法来研究整个宇宙中最极端的环境之一的物理学。

这项新研究的主要作者，哈佛-史密森天体物理中心的天文学家Maciek Wielgus说：“我们想了解黑洞附近极端条件下的物理学，并了解黑洞是如何与其周围环境中的物质相互作用的。”“研究黑洞新月状外观的动力学是探索这一迷人环境的一种方式。”

在EHT之前，科学家们没有研究黑洞所经历的结构变化所需的敏感工具。“这就像是在看一部1像素分辨率的电影，”Wielgus说。“你可以看到亮度正在随着时间的推移而变化--很明显，那里正在发生一些事情--但祝你好运，弄清楚这部电影是关于什么的。”

新的发现并没有对M87*进行新的观测，而是通过对EHT早期从2009年到2013年收集的数据进行新的分析，结合最初导致黑洞图像的2017年的数据集，来表征阴影新月的特征。由于软件限制和硬件更有限，较旧的数据不太详细，但它的时间跨度较长。与此同时，较新的数据集只包含了一周内对M87*的四次观测，但它要丰富得多，差异也更细微。Wielgus和他的团队能够使用新数据中的细节来填补旧数据中的空白，因为您可以在旧照片中添加新的校正滤镜以使其更清晰。BAM-他们有一个高质量的M87*延时，在几个星期的时间范围内。

EHT仍在处理2018年的观测，并计划明年运行M87的新观测，总共使用10台望远镜。这些观测将涉及对新月的更深入研究，可能会揭示出对黑洞的自转、其磁场的强度以及周围物质的等离子体微物理的新见解。反过来，研究人员希望这些洞察力能成为更大范围工作的一部分，以解开超大质量黑洞涉及的一些最疯狂现象背后的谜团，比如是什么驱使高度电离物质从黑洞中心喷射出来。