天文学家观察到黑洞周围的甜甜圈形状的圆环

艺术家对超尘黑洞周围尘土状，环状的物体的构想，绕黑洞运转的物质盘以及由该盘喷出的物质射流位于银河系的中心。

天文学家使用美国国家科学基金会的卡尔·詹斯基超大阵列（VLA）制作了尘埃状，甜甜圈状特征的第一张直接图像，该特征围绕着宇宙中最强大的射电星系之一的核心—超质量黑洞-这是近40年前理论家首次假定的功能，是此类对象的基本组成部分。

科学家研究了天鹅座A，这是一个距地球约7.6亿光年的星系。该星系的核心有一个黑洞，其质量比太阳大25亿倍。随着黑洞强大的引力吸引周围的物质，它还推动了以几乎光速向外传播的超快物质射流，产生了壮观的明亮无线电发射“波瓣”。

由黑洞驱动的“中央引擎”产生各种波长的明亮发射，并且远远超出银河系的射流对许多星系来说是常见的，但观察时却表现出不同的特性。这些差异导致了各种各样的名称，例如类星体，blazars或Seyfert星系。为了解释这些差异，理论家构建了一个具有一组共同特征的“统一模型”，这些特征将根据查看它们的角度显示不同的属性。

艺术家对带有标记的活动银河核的构想。

统一模型包括中心黑洞，围绕黑洞的下落物质旋转盘以及从盘极向外加速的射流。另外，为了解释为什么从不同角度看同一类型的物体看起来会有所不同，它包括一个厚的，多尘的，甜甜圈形的“ torus”，围绕着内部零件。从侧面看时，圆环遮挡了某些特征，即使对于本质上相似的对象，也给观察者带来了明显的差异。天文学家通常将此共同特征称为活动银河核（AGN）。

“圆环是AGN现象的重要组成部分，并且证据表明附近的AGN中这种结构的光度较低，但我们从未在如此明亮的射电星系中直接看到过这种结构，”克里斯·卡里利（Chris Carilli）说。国家射电天文台（NRAO）。他补充说：“圆环有助于解释为什么用不同名称知道的物体实际上是同一件事，只是从不同角度观察而已。”

在1950年代，天文学家发现了强烈发射无线电波的物体，但后来又用可见光望远镜观察时，它们看起来像点状，类似于遥远的恒星。1963年，加州理工学院的马丁·施密特（Maarten Schmidt）发现其中一个物体非常遥远，并且很快有了更多这样的发现。为了解释这些被称为类星体的物体如何如此明亮，理论家建议他们必须利用超大质量黑洞的巨大引力。黑洞，旋转盘（称为吸积盘）和喷头的组合被称为“中央引擎”，负责物体大量的能量倾泻。

天鹅座A中心区域的VLA图片，带有标签。

相同类型的中央引擎也似乎可以解释其他类型物体的输出，包括射电星系，地狱火星和塞弗特星系。但是，每一个都显示出不同的属性集。理论家们致力于制定一个“统一方案”，以解释同一件事可能如何以不同的方式出现。1977年，建议将灰尘掩盖作为该方案的一个要素。在1982年的加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的罗伯特·安东努奇（Robert Antonucci）的论文中，展示了围绕中央发动机的不透明圆环（甜甜圈状物体）的图纸。从那时起，令人难以置信的圆环已经成为天文学家对所有类型活动银河核的统一看法的共同特征。

“天鹅座A是一个强大的无线电发射星系的最接近的例子-比其他任何具有强大无线电发射能力的星系更近十倍。这种接近使我们能够在银河系核心的高分辨率VLA图像中找到圆环，” NRAO的里克·珀利（Rick Perley）说。他补充说：“在较弱和较远的物体上进行更多此类工作几乎肯定需要提高灵敏度和分辨率，这将提高拟议的下一代超大型阵列（ngVLA）带来的数量级，”他补充说。

VLA的观测结果直接显示出天鹅座A圆环中的气体，其半径接近900光年。关于圆环的长期模型表明，尘埃是埋藏在有点笨拙的气体中的云层中。

天文学家使用NSF的Karl Jansky超大型阵列观察了黑洞周围充满尘土的甜甜圈状圆环，并在一个强大的射电星系中心找到了吸积盘。动画描绘了从不同角度观看时，圆环如何遮盖不同的特征。这解释了相同类型的“中央引擎”如何出现不同，从而导致从不同角度看到的对象的名称不同。

卡里利说：“能最终看到我们长期以来一直认为应该存在的某些东西的直接证据，真是太好了。”为了更准确地确定此圆环的形状和组成，我们需要做进一步的观察。例如，阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）可以观察到直接暴露出尘埃的波长。他补充说。

Carilli和Perley以及NRAO的同事Vivek Dhawan和英国利物浦约翰摩尔大学的Daniel Perley一起发现圆环时，他们在2016年惊讶地发现了天鹅座A中心附近一个明亮的新物体。他们说，这个新物体很可能是第二个超大质量黑洞，该黑洞直到最近才遇到它会吞噬的新物质，从而使其产生与中心黑洞相同的明亮发射。他们说，第二个黑洞的存在表明天鹅座A在最近的天文学上与另一个星系合并。

天鹅座A之所以得名，是因为它是天鹅座星座中最强大的无线电发射物体，于1946年由英国物理学家和射电天文学家J.S.嘿。1951年，沃尔特·巴德（Walter Baade）和鲁道夫·明科夫斯基（Rudolf Minkowski）将其与可见光，巨大的星系相匹配。在1980年代初完成后，它很快成为VLA的早期目标。1984年出版的天鹅座A的详细VLA图像在天文学家对此类星系的理解上取得了重大进展。

科学家们在《天体物理学杂志快报》上报告了他们的发现。

国家射电天文台是美国国家自然科学基金会的机构，由美国联合大学（Associated University，Inc.）共同合作经营。