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交匯點訊 9月16日，記者從中國科學(xué)院上海天文臺了解到，近日，事件視界望遠鏡（EHT）合作組發(fā)布了M87星系中心超大質(zhì)量黑洞的新圖像，帶來了令人意想不到的發(fā)現(xiàn)，讓科學(xué)界為之震動。
M87星系距離地球約5500萬光年，其中心黑洞質(zhì)量超過太陽的60億倍。EHT由全球射電望遠鏡聯(lián)合組網(wǎng)，堪稱“地球般大小的望遠鏡”。2019年，新華日報·交匯點記者在中國科學(xué)院上海天文臺現(xiàn)場見證了EHT發(fā)布了2017年拍攝的首張黑洞照片，2021年公布了偏振結(jié)果。而這次，科學(xué)家對比2017年、2018年和2021年的觀測數(shù)據(jù)，取得了揭示黑洞磁場時變的重要新進展。
最讓人驚訝的是，2017—2021年間，黑洞的偏振方向發(fā)生了翻轉(zhuǎn)。2017年磁場呈一個方向螺旋，2018年相對穩(wěn)定，到了2021年卻完全反轉(zhuǎn)。哈佛-史密森尼天體物理中心天文學(xué)家、研究共同負責(zé)人Paul Tiede驚嘆：“環(huán)大小在4年內(nèi)保持一致，證實了愛因斯坦廣義相對論預(yù)言的黑洞陰影，但其偏振模式卻顯著變化，這表明事件視界附近磁化等離子體處于時刻變化且極其復(fù)雜的狀態(tài)，正逼近現(xiàn)有理論模型的極限。”
韓國慶熙大學(xué)的天文學(xué)家Jongho Park也表示：“偏振方向在這四年間發(fā)生翻轉(zhuǎn)完全出乎意料，既挑戰(zhàn)了現(xiàn)有模型，也說明在事件視界附近還有許多未知等待我們探索。”
科學(xué)家推測，這種偏振旋轉(zhuǎn)方向的明顯變化，可能是內(nèi)部磁結(jié)構(gòu)與外部效應(yīng)（如法拉第屏）共同作用的結(jié)果。偏振的演化反映出黑洞周圍湍動不止的環(huán)境，磁場在物質(zhì)落入黑洞以及向外釋放能量的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
在此次研究中，2021年的觀測新增了美國亞利桑那基特峰望遠鏡和法國NOEMA陣列，極大提升了EHT的靈敏度和成像清晰度?？茖W(xué)家首次成功通過EHT約束了M87以接近光速遠離黑洞的相對論噴流底部的輻射方向。同時，格陵蘭望遠鏡和詹姆斯·克拉克·麥克斯韋望遠鏡的性能升級，也進一步提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。
此次EHT合作組的新發(fā)現(xiàn)，為人類理解黑洞周圍極端環(huán)境下的物理過程提供了新視角。隨著EHT持續(xù)提升觀測能力，未來有望揭開更多關(guān)于黑洞的奧秘，讓我們共同期待宇宙深處更多的驚喜。
新華日報·交匯點記者 張宣
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