近日，中國科學(xué)院上海天文臺參與的事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）合作組，發(fā)布了M87星系中心超大質(zhì)量黑洞的新圖像，揭示了黑洞附近偏振輻射隨時間的演化。科學(xué)家首次在EHT數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了連接黑洞環(huán)狀結(jié)構(gòu)與噴流底部的延伸輻射跡象。

　　M87黑洞距離地球5500萬光年，質(zhì)量約為太陽的65億倍，首張黑洞照片于2017年拍攝，2019年發(fā)布，其偏振結(jié)果于2021年公布。2018年和2021年，科學(xué)家再次對其進(jìn)行拍攝，持續(xù)研究。此次成果是基于這3次拍攝所取得的最新成果。

　　研究發(fā)現(xiàn)，2017年至2021年，偏振方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)。2017年磁場呈一方向螺旋，2018年相對穩(wěn)定，而2021年完全反轉(zhuǎn)。研究認(rèn)為，這種偏振旋轉(zhuǎn)方向的明顯變化，或源于內(nèi)部磁結(jié)構(gòu)與外部效應(yīng)的共同作用。偏振的演化反映出黑洞周圍的湍動不止的環(huán)境，而其中磁場在物質(zhì)如何落入黑洞以及如何向外釋放能量方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

　　類似M87這樣的蘊(yùn)含超大能量的噴流，通過調(diào)節(jié)恒星形成和大尺度上的能量分配，在星系演化中發(fā)揮著重要作用。這種強(qiáng)大的噴流，能夠產(chǎn)生包括伽馬射線和中微子在內(nèi)的全電磁波輻射，為研究宇宙極端現(xiàn)象的形成機(jī)制提供了獨特的“實驗室”。此次最新發(fā)現(xiàn)，為破解這一謎題提供了重要“拼圖”。

　　隨著事件視界望遠(yuǎn)鏡持續(xù)提升觀測能力，這些新成果揭示了M87黑洞周圍的動態(tài)環(huán)境，并深化了科學(xué)家對黑洞物理性質(zhì)的認(rèn)知。

　　事件視界望遠(yuǎn)鏡由全球射電望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合組網(wǎng)。2021年，該組織新增美國亞利桑那州基特峰望遠(yuǎn)鏡和法國NOEMA陣列兩臺望遠(yuǎn)鏡，提升了觀測靈敏度和成像清晰度。同時，格陵蘭望遠(yuǎn)鏡和詹姆斯·克拉克·麥克斯韋望遠(yuǎn)鏡的性能升級，也進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。

　　9月16日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》（Astronomy & Astrophysics）上。

M87黑洞3張“身份照”對比圖