黑洞的“统一模型”指出，黑洞外围有一个甜甜圈状结构（不是吸积盘）存在，但我们未曾见过，直到最近，天文学家终于在天鹅座 A（Cygnus A）的黑洞周围首次观测到。证实这个甜甜圈圆环的存在可以帮助解释：为什么黑洞在不同观察角度下有各种不同的特征与名称，比如类星体、耀变体、西佛星系等。
大多数星系的中央坐落着一个超大质量黑洞，黑洞强烈的引力会吸引周遭物质，形成围绕着黑洞的吸积盘，而吸积盘的表面磁场又有沿星体自转轴方向对外加速发射的两道喷流，这一整组“基本配备”（黑洞＋吸积盘＋喷流）被天文学家当作“中央引擎”。
但令人困扰的是，这组引擎明明配备都差不多，但望远镜观测时却会出现不同特征，种种差异又延伸出一堆让人眼花撩乱的专有名词，比如类星体（quasar）、耀变体（blazar）、西佛星系（Seyfert galaxies）、电波星系（radio galaxies）等。为何会这样？
一个解释是“中央引擎”的外围还有其他结构存在。事实上，无论是类星体、耀变体、西佛星系还是电波星系，它们都有共同之处：一个极小且极亮的核心、中心可见光连续发射、光度会变化，为了让这些天体能透过单一理论解释清楚，1982 年天文学家建立了黑洞的“统一模型”，在该模型下，拥有上述共同特征的天体泛称活跃星系核（AGN），并且由黑洞、吸积盘、喷流、以及黑洞外围一个甜甜圈状尘埃结构组成。
甜甜圈结构在观测时会遮蔽掉某些特征，也就是说，某些名称不同的物体实际上可能是相同的东西，只是我们从不同角度观察而看似不同，比如：望远镜如果刚好从圆环中间观察，那结果可能是一个明亮的类星体；如果我们从圆环侧面观察，由于尘埃遮住了光线，只有无线电发射可以通过，那么我们可能发现电波星系。
至今我们有了黑洞、吸积盘、喷流存在的证据，然而甜甜圈状尘埃结构直到 2018 年才在 M77 星系中“间接”发现；现在，美国国家电波天文台（NARO）团队终于在距离地球约 7.6 亿光年的天鹅座 A（Cygnus A）星系中，第一次直接观测到黑洞的甜甜圈尘埃结构。
▲ 甚大天线阵对天鹅座 A 星系的超大质量黑洞成像，首度直接确认理论中的甜甜圈尘埃结构。
天鹅座 A 星系中心的超大质量黑洞质量比太阳大 25 亿倍，是一个典型的电波星系，其无线电发射比其他同类型星系还强 10 倍。受益于甚大天线阵（VLA）的高分辨率图像，研究人员终于首度直接确认天鹅座 A 星系黑洞拥有甜甜圈结构，半径接近 900 光年。
证实黑洞的甜甜圈圆环结构，将有助于解释我们发现的各种活跃星系核类型，其实取决于望远镜观测位置。未来我们可以进一步利用阿塔卡马大型毫米及次毫米波阵列（ALMA），分析圆环尘埃的波长，确认甜甜圈整体形状与成分组成。
新论文发表在《天文物理期刊通讯》（Astrophysical Journal Letters）。
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（图片来源：美国国家电波天文台）
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