黑洞新照片出爐！天文學(xué)家首次利用偏振觀測(cè)黑洞邊緣

北京時(shí)間3月24日22時(shí)，曾經(jīng)成功捕獲人類有史以來(lái)首張黑洞照片的事件視界望遠(yuǎn)鏡(EHT)合作組織，又為揭示M87超大質(zhì)量黑洞提供了一個(gè)嶄新視角：它在偏振光下的影像。這是天文學(xué)家第一次在如此接近黑洞邊緣處測(cè)得表征磁場(chǎng)特征的偏振信息。這一結(jié)果對(duì)解釋距離我們地球5500萬(wàn)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(guān)鍵。

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

2019年4月10日，全球科學(xué)家們聯(lián)合發(fā)布了有史以來(lái)第一張黑洞圖像，揭示了一個(gè)明亮的環(huán)狀結(jié)構(gòu)及其黑暗的中央區(qū)域——黑洞的陰影，引發(fā)外界關(guān)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(zhì)量黑洞的數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，M87黑洞周圍的相當(dāng)一部分光是偏振的。

中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)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(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)研究員路如森24日在滬受訪時(shí)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(lǐng)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(fèi)了近兩年的時(shí)間。

中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)袁峰表示，這次看到偏振圖像主要有兩方面科學(xué)意義，其一是關(guān)于黑洞噴流的產(chǎn)生，通過(guò)偏振光測(cè)量，我們能夠推斷磁場(chǎng)的強(qiáng)度和構(gòu)型，這對(duì)黑洞噴流的產(chǎn)生特別重要;其二，黑洞照片是氣體發(fā)出來(lái)的，“氣體處于吸積盤(pán)上，這個(gè)吸積盤(pán)照片去年發(fā)布后，還遺留了一個(gè)問(wèn)題，到底吸積盤(pán)類型是MAD(強(qiáng)磁場(chǎng)吸積盤(pán))還是SANE(標(biāo)準(zhǔn)吸積盤(pán))?通過(guò)這次圖像我們推斷是強(qiáng)磁場(chǎng)吸積盤(pán)。”

據(jù)悉，來(lái)自全球多個(gè)組織和大學(xué)的300多名研究人員參與了這項(xiàng)研究。為了觀測(cè)M87星系的中心，這項(xiàng)合作將世界各地的8臺(tái)望遠(yuǎn)鏡連接起來(lái)，創(chuàng)建了一個(gè)虛擬的類似地球大小的望遠(yuǎn)鏡——EHT。EHT的分辨本領(lǐng)相當(dāng)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(tuán)隊(duì)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(guān)鍵詞： 黑洞 偏振