M87星系黑洞動態：事件視界望遠鏡的驚人新發現

運用事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope，EHT）的研究團隊，大幅提升了我們對M87星系中心超大質量黑洞的認識。他們揭示了該黑洞的自轉情況，以及其周圍紊亂氣體的新細節。透過比較2017年和2018年的觀測結果，研究人員不僅證實了先前的預測，還深入洞察了黑洞的動態環境。隨著對近期資料的持續分析，這也為未來的新發現鋪平了道路。

EHT合作團隊利用2017年和2018年的觀測資料，對M87星系中心名為M87*的超大質量黑洞有了全新的見解。這項研究透過多年的資料分析，並運用了大幅擴充的影像模擬資料庫（目前新增了超過12萬張影像），將黑洞研究向前推進了一步。

研究證實，M87*的自轉軸背向地球，並強調了黑洞吸積盤（周圍旋轉的氣體）中紊流的作用。這種紊流是理解為何黑洞光環最亮部分在2017年至2018年間發生位移的關鍵。這些發現發表在《天文學與天體物理學》（Astronomy & Astrophysics）期刊上，代表著我們對黑洞行為和動態的理解有了重大進展。

在發布有史以來第一張黑洞影像的六年後，EHT團隊持續精進對M87*的分析，為事件視界周圍的電漿提供了全新的觀點。透過整合不同年份的觀測結果，研究人員正在揭開黑洞附近複雜環境的新細節，讓我們更瞭解黑洞不斷演化的本質。

這項研究代表著我們對支配黑洞及其環境的極端過程的理解有了重大突破，為宇宙中一些最神秘的現象提供了全新的理論見解。臺灣師範大學助理教授浦泓毅表示：「黑洞吸積環境是紊亂且動態的。由於我們可以將2017年和2018年的觀測視為獨立測量，因此能夠以全新的視角來限制黑洞的周圍環境。這項工作凸顯了觀測黑洞環境隨時間演化的轉變潛力。」

2018年的觀測結果證實了2017年首次捕捉到的明亮光環的存在，其直徑約為43微角秒，與一個65億太陽質量黑洞陰影的理論預測相符。值得注意的是，光環最亮區域逆時針偏移了30度。伊利諾大學厄巴納 - 香檳分校的博士生阿比舍克・喬希（Abhishek Joshi）解釋道：「在我們對2017年觀測結果的原始理論解釋中，我們預測最亮區域很可能會逆時針偏移。很高興看到2018年的觀測結果證實了這一預測！」

光環底部仍然最亮的事實，讓我們對黑洞自轉的方向有了更多瞭解。來自康塞普西翁大學的博士後研究員比迪莎・班迪奧帕德亞（Bidisha Bandyopadhyay）補充道：「2018年最亮區域的位置也加強了我們先前根據2017年觀測結果對黑洞方向的解釋：黑洞的自轉軸背向地球！」

研究團隊使用了一個新開發且規模龐大的超級電腦生成影像資料庫（比用於解釋2017年觀測結果的資料庫大三倍），結合2017年和2018年的觀測資料，評估了吸積模型。阿姆斯特丹大學的博士生萊昂・索薩潘塔・薩拉斯（León Sosapanta Salas）解釋道：「當氣體從遠處螺旋進入黑洞時，它可以與黑洞自轉方向相同或相反流動。由於相對較高的紊流變化性，我們發現後者更有可能符合多年的觀測結果。」目前，對M87星系EHT 2021年和2022年資料的分析已經展開，有望為M87黑洞周圍紊流的性質提供更有力的統計限制和更深入的見解。

參考文獻：The persistent shadow of the supermassive black hole of M87 – II. Model comparisons and theoretical interpretations by Kazunori Akiyama等人，2025年1月22日，《天文學與天體物理學》，DOI: 10.1051/0004 - 6361/202451296 。

EHT合作計畫是一項全球合作的努力，涉及來自非洲、亞洲、歐洲和美洲的400多名研究人員。這個國際團隊的目標是透過建立一個地球大小的虛擬望遠鏡，捕捉有史以來最詳細的黑洞影像。透過將世界各地現有的望遠鏡與創新技術相連線，EHT達到了天文學史上最高的角解析度，為我們提供了前所未有的黑洞環境視角。

EHT網路包括多個強大的望遠鏡，如阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列（ALMA）、阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡（APEX）、IRAM 30米望遠鏡、IRAM NOEMA天文臺、詹姆斯・克拉克・麥克斯韋望遠鏡（JCMT）、大型毫米波望遠鏡（LMT）、亞毫米波陣列（SMA）、亞毫米波望遠鏡（SMT）、南極望遠鏡（SPT）、基特峰望遠鏡和格陵蘭望遠鏡（GLT）。收集到的資料在馬克斯・普朗克射電天文研究所（MPIfR）和麻省理工學院（MIT）海斯塔克天文臺進行處理，並由多個機構的國際團隊進行進一步分析。

EHT聯盟由13個主要研究機構組成，包括中央研究院天文及天文物理研究所、亞利桑那大學、芝加哥大學、東亞天文臺、法蘭克福歌德大學、毫米波射電天文研究所、大型毫米波望遠鏡、馬克斯・普朗克射電天文研究所、麻省理工學院海斯塔克天文臺、日本國立天文臺、周界理論物理研究所、拉德堡德大學和史密森天體物理天文臺。透過這種合作努力，EHT不斷突破我們對黑洞的認識界限，結合尖端技術和全球合作，探索宇宙中一些最神秘的現象。