4月10日,事件视界望远镜捕捉到了M87星系中心超大质量黑洞事件视界的首张图像,创造了历史。虽然只有一个足够近的目标可以这样成像——我们自己的银河系中心的黑洞——但还有许多其他目标,EHT 的敏锐目光仍然可以取得突破。
天文学家们提议使用 EHT 以及另一个名为全球毫米波甚长基线干涉阵列(Global mm-VLBI Array)的全球射电望远镜网络,来成像一个名为 PKS 1510-089 的耀变体喷流,该耀变体距离地球超过40亿光年。耀变体是正在积极吞噬物质的黑洞的多种称呼之一,导致高能喷流从黑洞的顶部或底部喷出。对于耀变体来说,喷流几乎直接指向地球,使其特别明亮。
这个特定的耀变体是已知最亮的耀变体之一,而且变化性很强,意味着其亮度在短时间内会发生变化。许多耀变体在数月到数天的时间尺度上变化,但 PKS 1510-089 在数分钟到数小时的时间尺度上变化。科学家们认为,强大、多变喷流是黑洞扭曲磁场线的结果,但他们一直缺乏足够近的观测技术来辨别细节——直到现在。
德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的 Nicholas MacDonald 于6月20日在加拿大魁北克省蒙特利尔举行的加拿大天文学会年会上,提出了使用 EHT 观测 PKS 1510-089 的论点。
明亮的喷流
2008年,费米伽玛射线空间望远镜发射升空,开启了高能宇宙探索的新时代。“过去十年的重大发现,”MacDonald 说,“是耀变体主导了伽玛射线天空。这些类天体都很明亮,但 [PKS 1510-089] 是其中最亮的之一。”
这使得它成为 EHT 的一个良好目标。EHT 是一个横跨全球的望远镜网络,共同作为一个巨大的、相当于地球大小的望远镜运作。MacDonald 希望使用 EHT 以及位于智利的 ALMA 射电望远镜阵列,ALMA 由另外66个望远镜组成,并相互连接。但 ALMA 阵列的整体尺寸要小得多,仅分布在500英尺到10英里之间,取决于可移动望远镜的配置。
EHT 作为一个地球大小的望远镜运作的问题在于,它实际上并不是一个完整的望远镜。它是一个有很多巨大空隙的望远镜,这使得数据不太可靠。由于 ALMA 位于南半球,并且本身由一个密集望远镜集群组成,它可以极大地改进 EHT 的结果,因为它本质上填补了 EHT 覆盖范围的空白。只有南极望远镜离地球极点更近。
天文学家们最终希望了解是什么产生了他们观测到的强大喷流,这意味着需要使用 EHT 进行更近距离的观察。
“这个想法是,你有一个中心的超大质量黑洞,其质量是太阳的数十亿倍,”MacDonald 解释说。黑洞不仅仅是在漩涡中吞噬气体和尘埃,而是将时空本身也一起卷入其中。研究人员认为,当磁场也被卷入并在此运动中扭曲时,就会产生喷流,发射出相对论性的带电粒子束。但他们并不确切知道其细节。
“它是高度有序的,还是无序的?”MacDonald 猜测。一种可能性是磁场线是湍流且缠结的,或者,另一种可能是,高度有序地呈螺旋状结构。理论家们可以用有序或无序的计算机模型来模拟望远镜观测到的耀变体行为。所以他们需要近距离观察才能弄清楚真正发生的事情。
“重大改变者是 ALMA,”MacDonald 说,特别是 ALMA 与其他 EHT 望远镜的合作。“因此,我们能够——有史以来第一次——解析到可以区分磁场是有序还是无序的尺度。”
MacDonald 曾经一次获得了这些观测的批准,但全球多地的天气和技术困难使他错失了他的图像。他正在再次尝试,如果获得批准,观测将在2019年10月至2020年9月之间的某个时间进行。
编者注:此故事已更新以求清晰。故事的早期版本错误地说明了发射耀变体的超大质量黑洞的大小。它们的质量是太阳的数十亿倍。














