詹姆斯·韦伯望远镜的红外数据揭示了M87黑洞喷流的更多结构细节 _黑洞

左：M87 上的 NIRCam 足迹（Anand 等人，2025 年）。右图：所用四种 NIRCam 滤光片的检测器通量和波长范围。特征波长在图例中表示。来源：天文学与天体物理学（2025）。DOI:10.1051/0004-6361/202556577
据美国物理学家组织网（Krystal Kasal）：科学家们早就知道巨大的椭圆星系M87 。查尔斯·梅西耶于18世纪末首次观测到该星系，他专门对天空中的物体进行编目，以在寻找彗星时避开它们。然而，后来在无线电、X射线、光学、紫外线和伽马射线波段的大量观测表明，该天体是一个星系，其核心有一个超大质量黑洞喷出的突出射流。这种喷流现在以其无线电到光学波长的同步辐射而闻名。
尽管对M87进行了许多观测，但红外光谱中的数据有些不足。但现在，一组科学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）及其近红外相机（NIRCam）的新数据，解决了M87喷流以前的一些模糊细节。这项工作现在发表在《天文学与天体物理学》杂志上。
JWST+NIRCam图像是在0.90、1.50、2.77和3.56µm的四个红外波段拍摄的。为了分离来自实际喷流的光，该团队使用背景减除方法、校准和星系建模来去除恒星、星系尘埃、背景星系和球状星团的光。这显示了主喷流和反向喷流的详细红外图像，反向喷流指向从黑洞中出来的相反方向。
喷流呈螺旋结构，有一个缓慢移动的亮结（标记为“L”）和一个名为“HST-1”的组件（哈勃太空望远镜用来发现它），这是一个快速移动的超光速特征。两者都相对靠近中心。HST-1分量被分解为具有不同光谱指数的两个子结构。
研究作者写道：“残余射流图像与射电光谱大致一致。在更高分辨率、更短波长的图像中，我们识别出了距离原子核高达24弧秒的所有不同射流成分，包括HST1、上游结L越大和下游越远的明亮激波。” 。
反喷流特征在距离原子核约24弧秒处被探测到，由于其以接近光速的速度移动，通常很难成像。然而，该团队在研究中利用红外数据获得了更清晰的图像。
研究作者说：“在2.77和3.56µm的图像中，反射流由两条由热点连接的细丝组成，形成C形，与它在无线电波中的形态一致。” 。
这项研究加深了对活动星系核中射流物理的理解，并为未来对河外射流的红外研究提供了基准。来自JWST和其他望远镜的额外数据，包括对偏振和多波长数据的研究，可能有助于进一步辨别射流和反射流的细节，并揭示更多关于射流磁场和粒子加速度的信息。