黑洞 M87 以接近光速的速度射出喷流

梅西耶 87 星系 (M87) 位于处女座，距地球 55 万光年。 这是一个拥有12个球状星团的巨大星系，相比之下银河系的200个球状星团就显得微不足道了。 M87的中心是一个质量为6,5亿个太阳质量的黑洞。 这是第一个存在图像的黑洞，由国际研究合作组织事件视界望远镜于 2019 年创建。

这个 M87 黑洞以接近光速的速度射出等离子体射流，称为 相对论射流 六千光年长。 为喷流提供动力所需的巨大能量可能来自黑洞的引力。 但是这样的喷流是如何产生的以及是什么确保了它在很远的距离内的稳定性仍然不完全清楚。

M87 吸引物质，这些物质在圆盘中以缩小的轨道旋转，直到被黑洞吸收。 喷射流从 M87 周围的吸积盘中心发射，歌德大学的理论物理学家与来自欧洲、美国和中国的科学家一起对该区域进行了非常详细的建模。 他们在超级计算机上使用了最复杂的 D 模拟，该模拟使用了惊人的 CPU 时间，并且必须同时求解阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论方程、詹姆斯·麦克斯韦的电磁方程和伦纳德·欧拉的流体动力学方程. 结果是一个模型，其中温度、物质密度和磁场的计算值与从天文观测中推导出的值出奇地吻合。

在此基础上，科学家们能够追踪到射流最内部区域扭曲时空中光子的复杂运动，并将其转化为射电图像。 然后，他们能够将这些计算机模拟的图像与过去 年中众多射电望远镜和卫星的观测结果进行比较。

该研究的主要作者 Alejandro Cruz-Osorio 博士指出，“我们对 M87 的电磁辐射和射流形态的理论模型与无线电、光学和红外光谱中的观测结果惊人地吻合。 M87 超大质量黑洞可能正在快速旋转，等离子体在喷流中被强烈磁化，将粒子加速到数千光年的尺度。”

法兰克福歌德大学理论物理研究所的 Luciano Rezzolla 教授指出，“我们计算出的图像与天文观测如此接近这一事实是另一个重要的证据，即爱因斯坦的广义相对论是对存在的最准确和自然的解释星系中心的超大质量黑洞。 尽管仍有其他解释的余地​​，但我们的研究结果使这个‘空间’变小了。”

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