中国科学院上海天文台科研团队近日宣布，他们联合国际合作伙伴，利用2018年事件视界望远镜（EHT）及全球毫米波甚长基线干涉测量（VLBI）阵列的观测数据，对M87黑洞进行了双频联合光谱分析。这项研究通过1.3毫米和3.5毫米两个波段的观测，首次绘制出黑洞事件视界尺度的空间分辨谱指数分布图，并发现了谱指数随距离黑洞中心变化的规律。
谱指数是描述黑洞周围不同位置辐射在不同频率下亮度变化的关键参数。研究团队通过分析发现，黑洞周围辐射性质会随距离黑洞中心的远近发生显著变化。在靠近黑洞中心的区域，谱指数为正值，且随距离增加略有上升，这表明该区域的辐射受到同步辐射自吸收的强烈影响。随着距离的增加，谱指数逐渐下降并由正转负，说明辐射逐渐进入光学较薄状态。
这一转变发生在距离黑洞中心约30微角秒的位置，与3.5毫米波段观测到的环状结构尺度相吻合。研究指出，黑洞图像中的环状结构不仅反映了辐射形态，还与视界附近等离子体的辐射状态密切相关。这一发现为理解黑洞吸积流、喷流以及视界尺度辐射过程提供了新的观测依据。
进一步分析显示，在距离黑洞中心较远的区域，谱指数为负值，表明辐射主要由非热过程主导。这种辐射状态的变化与黑洞吸积流的动力学特性密切相关，为研究黑洞周围极端物理环境提供了重要线索。研究团队表示，通过多频段观测数据的联合分析，能够更全面地揭示黑洞周围等离子体的物理状态。
目前，这项研究成果已发表于国际学术期刊《天体物理学快报》。研究团队计划继续获取更多频率的黑洞图像，以进一步追踪吸积流和喷流结构随时间的演化过程。这些观测将有助于推动黑洞研究从静态结构成像向动态物理诊断的转变，为探索宇宙中最极端的天体物理现象提供新的视角。
