事件视界望远镜（EHT）在2019年发布了首张黑洞图像，从而在全球声名远扬。这得益于甚长基线干涉测量（VLBI）技术，该技术通过多台仪器收集光线，以构建出物体的完整图像。
此次拍摄的是位于梅西耶87星系中心的超大质量黑洞（SMBH），该星系距离地球5500万光年。随后，又拍摄到了来自两个明亮星系的相对论性喷流，以及银河系中心的超大质量黑洞人马座A*的图像。
与此同时，EHT合作团队的科学家们正在利用超级计算机模拟，以加深对黑洞外边界（即事件视界）以外环境的理解。
其中，由普林斯顿大学副研究学者、普林斯顿引力倡议研究员安德鲁·查尔领导的团队，使用德克萨斯高级计算中心（TACC）的Stampede2和Stampede3超级计算机，对M87的超大质量黑洞进行了模拟。
由此产生的图像展示了来自热电子的光线，如何在黑洞 “阴影” 边缘盘旋。
查尔的研究小组是众多使用先进模拟来建模黑洞阴影动力学的团队之一，涉及高能等离子体、磁场和强大的引力。这些因素在一个复杂系统中相互作用，使黑洞能够吸积周围的物质，释放出大量辐射，并产生可延伸数百万光年的相对论性喷流。
模拟由11个广义相对论磁流体动力学模拟（GRMHDS）组成，该模拟采用流体动力学方法，来模拟等离子体与引力和磁力线的相互作用。
查尔在TACC的新闻发布会上表示：“自从我们拍摄到首张黑洞图像以来，就一直在努力理解黑洞周围的环境。”
“我们想了解黑洞所吞噬的等离子体粒子的性质，以及与等离子体混合的磁场细节，正是这些磁场在M87中产生了巨大且明亮的亚原子粒子喷流。”
自研究生阶段起，查尔就一直在使用极端科学与工程发现环境（XSEDE），以及TACC的高级网络基础设施协调生态系统：服务与支持（ACCESS）计划提供的资源进行模拟。得益于近期他和团队利用自己的代码取得的进展，他们的模拟超越了将带电质子和电子视为单一实体的传统模型。
查尔补充道：“这篇论文首次尝试使用更先进、计算成本更高的技术，直接对电子和质子这些不同的粒子种类进行建模，以试图理解它们如何相互作用，特别是两者的相对温度。”
他们的模拟结果显示，M87周围电子的温度比之前认为的要高得多，约比质子低100倍。这一点意义重大，因为电子与质子之间的温度差，决定了图像中的亮度和其他属性。
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查尔及其团队在1月份进行的一项研究，将EHT拍摄的M87黑洞图像与使用Stampede2和Jetstream超级计算机进行的大量模拟进行了对比。结果显示，虽然超大质量黑洞 “阴影” 的大小和结构保持一致，但并非一成不变。
研究进一步表明，由于事件视界附近动态等离子体流的混沌过程，光子环上最亮的点会随时间移动。随着各个等离子体区域的升温与降温，黑洞的外观也会随时间发生细微变化。
查尔表示：“黑洞所处的环境极其复杂。我们现有的最佳工具就是超级计算机模拟。令人惊叹的是，我们能够制造出这些计算机并编写代码，从而对如此奇异复杂的关系进行精确建模。”
“模拟让我们有信心认为，我们考虑到了所有这些效应，它们以复杂且有时难以预测的方式相互作用。”