黑洞新照片出爐！天文學家首次利用偏振觀測黑洞邊緣

北京時間3月24日22時，曾經成功捕獲人類有史以來首張黑洞照片的事件視界望遠鏡(EHT)合作組織，又為揭示M87超大質量黑洞提供了一個嶄新視角：它在偏振光下的影像。這是天文學家第一次在如此接近黑洞邊緣處測得表征磁場特征的偏振信息。這一結果對解釋距離我們地球5500萬光年的M87星系如何從其核心向外傳播能量巨大的噴流十分關鍵。

大部分靠近黑洞邊緣的物質都會落入其中，然而，黑洞周圍也有一些粒子會在被捕獲前的瞬間逃逸并以噴流的形式向外傳播。物質究竟是如何落入黑洞的?噴流是如何產生的?這些物理過程都跟磁場的作用緊密相關。這個新的黑洞及其陰影的EHT偏振圖像，使天文學家首次成功揭秘黑洞周圍的磁場，從而更好地理解這些物理過程。

2019年4月10日，全球科學家們聯合發(fā)布了有史以來第一張黑洞圖像，揭示了一個明亮的環(huán)狀結構及其黑暗的中央區(qū)域——黑洞的陰影，引發(fā)外界關注。此后，EHT合作組織深入研究了2017年收集到的M87星系中心超大質量黑洞的數據。他們發(fā)現，M87黑洞周圍的相當一部分光是偏振的。

中國科學院上海天文臺的8名研究人員參與了此次“黑洞新照片”的成像。EHT合作成員、中國科學院上海天文臺研究員路如森24日在滬受訪時介紹，獲得黑洞的偏振圖像充滿挑戰(zhàn)，比如偏振特征較弱、需要足夠分辨本領等，這也解釋了為什么在首張黑洞圖像出爐后，偏振圖像的面世又花費了近兩年的時間。

中國科學院上海天文臺副臺長袁峰表示，這次看到偏振圖像主要有兩方面科學意義，其一是關于黑洞噴流的產生，通過偏振光測量，我們能夠推斷磁場的強度和構型，這對黑洞噴流的產生特別重要;其二，黑洞照片是氣體發(fā)出來的，“氣體處于吸積盤上，這個吸積盤照片去年發(fā)布后，還遺留了一個問題，到底吸積盤類型是MAD(強磁場吸積盤)還是SANE(標準吸積盤)?通過這次圖像我們推斷是強磁場吸積盤。”

據悉，來自全球多個組織和大學的300多名研究人員參與了這項研究。為了觀測M87星系的中心，這項合作將世界各地的8臺望遠鏡連接起來，創(chuàng)建了一個虛擬的類似地球大小的望遠鏡——EHT。EHT的分辨本領相當于在地球上看清月面一張信用卡所需的分辨率，這使研究團隊能夠直接觀察到黑洞的陰影以及環(huán)繞的光環(huán)。 (鄭瑩瑩)

關鍵詞： 黑洞 偏振