科学家以为这个黑洞正在爆炸，但实际上它正好相反

这张来自NASA哈勃太空望远镜的图像展示了距离约1300万光年的附近螺旋星系——Circinus星系的全貌。插图突出展示了韦伯对星系核心的特写，红外观测穿透尘埃，揭示供给其中心超大质量黑洞的高温物质。韦伯的图像利用其近红外成像仪（AMI）仪器上的孔径掩蔽干涉仪（AMI）制作，分离出超大质量黑洞周围的热尘埃，揭示大部分红外辐射来自供给黑洞的致密尘埃结构，而非外流物质。在韦伯图像中，环面内侧在红外光下发光，而较暗的区域则代表外环阻挡光线的地方。图片来源：uux.cn/NASA

（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：距离一千三百万光年的Circinus星系看起来平静而低调。但在其核心深处，隐藏在浓密的气体、尘埃和星光幕后，一个超大质量黑洞正积极塑造银河系的命运。几十年来，天文学家一直相信他们已经理解了黑洞附近强烈红外光的来源。他们认为最亮的光芒来自剧烈的喷射，即从黑洞中心爆发的超高温物质流。

现在，这个故事已经改变了。

利用NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜的前所未有的强大力量，科学家们发现了颠覆这一长期存在观点的证据。发光的尘埃并没有逃离黑洞。它在内倾，滋养它。

像Circinus这样的超大质量黑洞通过吸引附近的物质保持活跃。气体和尘埃向内螺旋螺旋，形成一个厚实的甜甜圈状结构，称为黑洞环面。从环面内缘开始，物质逐渐靠近，形成一个吸积盘，像水流绕着排水沟旋转。

当该圆盘收紧螺旋时，摩擦加热材料直到开始发光。这种光芒很强大，但它来自一个极其紧凑且深埋的区域，天文学家们一直难以清晰观察。Circinus本身明亮的星光遮蔽了视野，环面阻挡了最内侧区域的直接观测。

多年来，科学家们只能依赖间接线索。他们收集了多波长的光，融合了来自银河核心不同部分的光线，并试图用理论模型来解开这些纠缠。

“为了研究超大质量黑洞，尽管无法解析，他们必须获取银河系内层区域在较长范围内的全部强度，然后将这些数据输入模型，”南卡罗来纳大学研究首席作者恩里克·洛佩兹-罗德里格斯说。

这些模型很聪明，但不完整。它们可以匹配来自特定组件的发射，比如环面、吸积盘或流出，但永远无法同时匹配所有。

有一个谜题始终无法消失。一些望远镜探测到活动星系中心附近的热尘埃红外辐射过剩。光明明存在，但其确切来源仍不确定。

洛佩兹-罗德里格斯说：“自90年代以来，无法解释活动星系核心热尘埃产生的过量红外辐射。”现有模型通常归咎于环面或流出物，但这两种解释都不完全成立。

由于星系中心区域无法详细解析，许多模型认为大部分质量和发射来自外流。这个想法很有说服力：强大的黑洞将物质向外喷射，并在物质逃逸时点亮它。

这位艺术家的概念描绘了Circinus星系的中央引擎，想象出由厚重尘埃覆盖的环形结构供给的超大质量黑洞，该环形体在红外光下发光。图片来源：uux.cn/NASA、欧洲航天局、CSA、拉尔夫·克劳福德（STScI）

为了真正验证这一理论，天文学家需要同时做两件事。他们必须过滤掉压倒性的星光，还要将环面的红外光与外流光分离开来。为此，他们需要韦伯。

韦伯为挑战带来了全新的东西。为了观察Circinus，团队使用了韦伯NIRISS仪器上的孔径掩蔽干涉仪，这是一种将望远镜本身转变为干涉仪的高级模式。

在地球上，干涉仪通常是分布在较远距离的多个独立望远镜阵列。通过将多个集电器的光波结合起来，它们创造出干涉图案，揭示出原本无法察觉的细微细节。

韦伯本身就能实现这种效果。一个带有七个小六角孔的特殊遮罩覆盖在望远镜的口径上。每个孔都作为独立的光收集器。当它们的光重叠时，形成干涉图样，编码关于光源的精确信息。

墨西哥国立大学的Joel Sanchez-Bermudez解释道：“这些面罩上的孔洞被转化为小型光收集器，引导光线朝向相机的探测器，形成干涉图样，”该研究的合著者Joel Sanchez-Bermudez解释道。

通过仔细分析这些模式并与先前观测交叉核对，团队以惊人的清晰度重建了Circinus核心的图像。这成为首次通过太空红外干涉仪观测到的星系外现象。

结果不仅比任何人预期的更清晰，也更为锐利。

桑切斯-贝尔穆德斯说：“通过使用相机的先进成像模式，我们可以在更小的天空区域内有效地将分辨率翻倍。”“与韦伯的6.5米直径不同，我们就像用一台13米的太空望远镜观测这个区域。”

天文学家首次能够区分红外光的真实来源。他们看到的却是个惊喜。

数据显示，热尘埃中约87%的红外辐射来自靠近黑洞的区域，而非主导的发光流出。不到1%来自高温尘土的排放。剩余的12%来自更远的地区，早期仪器无法区分。

“这是首次使用高对比度韦伯望远镜模式观测星系外天体，”太空望远镜科学研究所的朱利安·吉拉尔（Julien Girard）表示，他是另一位合著者。

困扰天文学家数十年的过量红外光并非物质逃出黑洞的证据。这是物质被吸引的信号。

这些发现为Circinus描绘了新的面貌。它的黑洞并非由爆炸性喷涌主导，而是由稳定的吸积所主导。环面和内盘负责大部分发光，静静地将物质引导到中心。

洛佩兹-罗德里格斯指出，这与Circinus的性格相符。“Circinus吸积盘的固有亮度非常中等，”他说。“所以辐射以环形体为主是很合理的。”

但这并非所有黑洞都适用。更明亮、更强大的系统仍可能由外流主宰，能量和物质向外流动而非向内流动。Circinus可能代表了黑洞行为更广泛光谱中的一个点。

除了解开一个星系的谜团外，这部作品还引入了一种强有力的新方法。天文学家现在拥有一种经过验证的技术，可以在附近黑洞中分离吸积和流出辐射，只要目标足够明亮以支持韦伯干涉模式。

吉拉尔说：“我们希望我们的工作能激励其他天文学家使用孔径掩蔽干涉仪模式，研究任何明亮天体附近微弱但相对较小的尘埃结构。”

团队设想研究十几到二十多个黑洞，建立足够大的统计样本以揭示其模式。通过比较不同光度的系统，研究人员可以开始理解吸积盘与流出之间的平衡如何影响黑洞的能量。

洛佩兹-罗德里格斯说：“我们需要黑洞的统计样本，以了解它们吸积盘中的质量及其流出与其能量之间的关系。”

这项研究之所以重要，是因为它改变了天文学家对星系核心光线的解读方式。多年来，过量的红外辐射被视为物质被排出的迹象。现在，至少在《Circinus》中，他们讲述了一个不同的故事，一个安静消费而非戏剧性的逃避。

通过直接解析曾经被尘埃和眩光掩盖的区域，韦伯展示了用合适的工具可以推翻长期存在的假设。理解黑洞是温和地馈入还是将物质吹散，对于理解星系在宇宙时间中的演化至关重要。

Circinus提醒我们，即使是近在咫尺的星系，也依然能让我们惊喜。有了韦伯敏锐的新眼睛，天文学家们不再只是猜测黑洞阴影中会发生什么。他们终于开始关注故事的发展。

Lopez-Rodriguez， E. 等人。JWST干涉成像揭示了遮蔽环形星系超大质量黑洞的尘埃环面。自然通讯（2026）。DOI：10.1038/s41467-025-66010-5 www.nature.com/articles/s41467-025-66010-5