美国宇航局（NASA）詹姆斯·韦伯太空望远镜近日获得了迄今为止对环状星系（Circinus Galaxy）核心最为精细的红外观测结果，揭示该星系中心超大质量黑洞附近尘埃结构的细节，并对此前关于辐射来源的主流认识提出修正。

距离银河系最近的活跃星系之一

环状星系位于南半球环状座，距离地球约1300万光年，是已知距离银河系最近的活跃星系之一。该星系亦被称为 ESO 97-G13 或 LEDA 50779，其核心长期被厚厚的气体和尘埃云层遮蔽，一直是天文学研究的重点目标。

早前的哈勃空间望远镜图像显示，环状星系是一颗螺旋星系，其核心区域被致密物质包裹。由于地面望远镜在分辨靠近中心黑洞的极小尺度结构方面存在限制，黑洞附近物质如何分布及辐射来源一直难以直接观测。

高对比度干涉成像“穿透”尘埃

此次观测由空间望远镜科学研究所的朱利安·吉拉尔（Julien Girard）博士及其团队主导。研究团队利用韦伯望远镜的近红外成像仪和无缝光谱仪（NIRISS），在一种称为“孔径掩模干涉仪”的高对比度观测模式下，对环状星系核心进行了成像。

这一模式通过在光路中设置一组小孔径，将望远镜转化为一个微型干涉仪，组合不同孔径的光线，生成精细的干涉图样。研究人员对这些干涉图样进行分析与重建，获得了环状星系中央引擎的高分辨率图像。

吉拉尔表示，这是韦伯望远镜首次使用高对比度模式观测银河系外天体。团队希望这一成果能够推动更多天文学家利用孔径掩模干涉仪模式，研究明亮天体附近尺度较小、亮度较弱的尘埃结构。

红外辐射主要来自“甜甜圈形”尘埃环

观测结果显示，在环状星系中心超大质量黑洞周围，气体和尘埃形成了一个环状结构，物质向内螺旋落入黑洞，构成旋转的吸积盘，并因摩擦加热，在包括红外在内的多个波段发出辐射。

新的韦伯数据表明，环状星系核心附近的红外辐射主要来自这一“甜甜圈形”尘埃环的最内层区域，而非此前模型中普遍假定的由外流物质主导。研究团队指出，大部分热尘埃并非被强烈外流带走，而是正在“喂养”黑洞本身。

在韦伯望远镜的红外视图中，尘埃环内侧在红外波段清晰发光，而外侧环状结构则表现为相对暗弱的区域。研究人员据此重建了环状星系中央引擎的辐射分布情况。

为系统研究活跃星系核提供新工具

研究团队认为，这一技术路径为研究其他星系中的超大质量黑洞提供了新的观测手段。通过将韦伯望远镜的高对比度成像能力应用于更多目标，天文学家计划建立更广泛的辐射模式样本，以比较环状星系的行为在活跃星系核中究竟是具有代表性还是相对特殊。

南卡罗来纳大学天文学家恩里克·洛佩斯-罗德里格斯（Enrique Lopez-Rodriguez）博士表示，研究人员需要获得一个由十几个到二十几个黑洞组成的统计样本，以探讨吸积盘中的质量与外流及能量之间的关系。

研究团队指出，这一成果不仅为理解黑洞吸积机制提供了更清晰的观测依据，也体现了干涉测量方法在空间天文学中的应用潜力。随着更多观测计划推进，韦伯望远镜在探索宇宙中被尘埃遮蔽区域方面的能力将持续得到检验。

相关研究成果已发表于《自然通讯》（Nature Communications）期刊，论文题为《JWST干涉成像揭示了环状星系超大质量黑洞的尘埃环》（JWST interferometric imaging reveals the dusty ring of the Circinus Galaxy’s supermassive black hole），作者为 E. Lopez-Rodriguez 等，刊号为第17卷，第42文，doi：10.1038/s41467-025-66010-5。