由观测数据和数学模型构成的一系列图像显示了2009年至2017年M87星系中心黑洞的演变。图片来源：Event Horizon Telescope Collaboration。

图像显示了在M87星系中心的超大质量黑洞周围旋动的倾斜光线。为了创建它们，Event Horizon Telescope（EHT）协作- 利用全球范围的天文台网络 -挖掘了黑洞上的旧数据，并将这些数据与基于2019年4月发布的图像的数学模型相结合，以展示环境已经发展了八年。尽管它部分地依赖猜测，但结果为天文学家提供了有关黑洞行为的丰富见解，黑洞的强烈引力吸收了黑洞周围的物质和光。

“由于物质流落入黑洞是湍流的，因此我们可以看到环随着时间而摆动，”第一作者，马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的射电天文学家Maciek Wielgus说。

这项工作于9月23日发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）1上，使人们了解了随着技术水平的提高，该团队在不久的将来可能会做什么。Wielgus说：“几年后，它真的可能看起来像电影了。”

EHT协作去年公布的黑洞图像成为全球报纸的头版。它描绘了M87 *，这是M87星系中心的超大质量黑洞，距离约17兆帕（5500万光年）。研究人员通过结合他们在2017年4月两个晚上从地球各地天文台收集的射频信号来构造这张照片。已将他们的壮举与从地球上分辨月球表面上的甜甜圈形状进行了比较。

尽管很模糊，但该图像与阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论的预测相符，即黑洞的近邻应该是什么样。特别是，它为研究人员提供了事件视界阴影的第一个直接证据，事件视界的阴影是将黑洞与其周围环境隔开的“不返回”表面。这个较暗的圆盘紧靠事件视界外的过热物质发出的光环。

令人惊讶的是，戒指的一侧显得更亮。这是预料之中的，这是由于黑洞周围复杂动力学的综合作用所致。尤其是，落入空隙的物质应在黑洞的赤道外高速旋转，形成天体物理学家称之为吸积盘的形状。偏斜的外观部分与多普勒效应有关：在圆盘朝向观察者旋转的一侧，物质的运动会增强辐射，使其看起来更明亮；相反的情况发生在后退侧。

基于这些结果，Wielgus想回过头来查看EHT望远镜的较旧数据，以他是否能以2017年的图片为指南重新解释它们。自2009年以来，EHT一直在观测M87 *，最初仅在三个位置使用望远镜。随着团队将更多的观测站添加到EHT网络中，观测的质量得到了改善。2017年，这项合作涉及从夏威夷和智利到欧洲的八个观测站，首次达到了EHT产生实际图像的水平。

较早的数据包括在2009年，2011年，2012年和2013年收集的四批数据，其中两批数据尚未发布。Wielgus说：“在一定程度上，他们被遗忘了，因为每个人都对2017年的数据感到非常兴奋。” 他与其他一些EHT研究人员一起重新分析了数据，发现它们与2017年竞选活动的结果一致，包括暗盘和亮环的存在。尽管2009-13年的数据批次本身没有足够的分辨率来生成图片，但该团队仍能够通过将可用的有限数据与黑洞的数学模型相结合来生成每年的合成图像。 2017年数据。

结果证明包含的信息超出了Wielgus的预期。就像2017年的照片一样，他们发现戒指的一侧比另一侧更亮-但亮点四处移动。这可能是因为吸积盘的不同区域变得更亮或更暗，这可以增强甚至抵消多普勒增亮。

这组作者说，这并不出乎意料：尽管M87 *黑洞本身每年都没有变化，但周围的环境却发生了变化。在几周的时间内，强磁场会搅动吸积盘并产生更热的斑点，然后绕黑洞运行。在2018年，一个独立的团队报告了在大约1小时的时间内，银河系中心黑洞人马座A *周围散布着热气的证据。因为M87 *的质量是太阳的65亿倍，是人马座A *的1000倍以上，所以围绕M87 *的动力学花费的时间更长。

EHT合作试图每年在3月下旬或4月初观察M87 *和射手座A *。那是在其网络中许多站点同时天气状况最可能同时良好的时候。2020年的竞选活动由于COVID-19大流行而受到限制，因此不得不取消，但研究小组希望在2021年再有一次机会。如果一切顺利，更多的观测站（包括格陵兰的一个观测站和法国的一个观测站）将共同努力。 。

该小组还希望明年的活动将包括使用短波长辐射的首次全球观测。尽管透过地球的大气层看更具挑战性，但这将提高EHT图像的分辨率。EHT成员，荷兰奈梅亨的拉德布德大学的射电天文学家Sara Issaoun说：“我们将更接近那个黑洞阴影，并获得更清晰的图像。”