黑洞 进展 偏振光下M87超大质量黑洞的影像
时间：2021-03-25 11:45 来源：央视 责任编辑：莫小烟
原标题：黑洞 进展 偏振光下M87超大质量黑洞的影像
京时间3月24日晚10点，中国科学家参与的事件视界望远镜（ETH）合作组织公布 研究成果：偏振光下M87超大质量黑洞的影像。这是继两年前成功捕获人类有史以来首张黑洞照片后的 进展，也是人类第一次在接近黑洞边缘出测得表征磁场特征的偏振信息。这一结果对解释距离我们地球5500万光年的M87星系如何从其核心向外传播能量巨大的喷流至为关键。
当光线通过某些滤光片（如偏光太阳眼镜的镜片），或从被磁化的高温区域发出来时，光就会发生偏振。就像偏光太阳眼镜能减少来自明亮表面的反射和眩光从而帮助我们看得更清楚一样，天文学家可以通过观察来自黑洞边缘的光的偏振特性来锐化他们的视野。具体而言，偏振测量可以让天文学家绘制存在于黑洞边缘的磁力线。
从M87的核心喷射出来的明亮的能量和物质喷流，向外延伸了至少5000光年，是该星系最神秘、最壮观的特征之一。大部分靠近黑洞边缘的物质都会落入其中。然而，周围也有一些粒子会在被捕获前的瞬间逃逸并以喷流的形式向外传播。
为了更好地理解这一过程，天文学家构建了不同的关于黑洞边缘物质行为的模型。但他们仍然不清楚比星系尺度还要大的喷流究竟是如何从星系中心（这一通常只有太阳系般大小）区域发射出来的，也不知道物质究竟是如何落入黑洞的。这个新的黑洞及其阴影的EHT偏振图像，使天文学家首次成功探究黑洞外缘区域，在那里物质可能被吸入或被喷射出来。
观测结果提供了新的有关黑洞外缘磁场结构的信息。研究团队发现，只有以强磁化气体为特征的理论模型才能解释在事件视界看到的情况。
为了观测M87星系的中心，这项合作将世界各地的八台望远镜连接起来，创建了一个虚拟的类似地球大小的望远镜——EHT。EHT的分辨本领相当于在地球上看清月面一张信用卡所需的分辨率。这使研究团队能够直接观察到黑洞的阴影以及环绕的光环，新的图像清楚地显示出该光环在偏振光下的影像。
EHT合作成员、上海天文台路如森研究员说：“黑洞的偏振成像结果十分令人兴奋，因为这对理解黑洞周围的磁场及物理过程至为关键。”EHT合作成员、上海天文台江悟副研究员表示：“常规VLBI偏振测量就很困难，EHT得到这个偏振图像更是充满挑战。”这也可以理解为什么在首张黑洞图像出炉后，偏振图像的面世又花费了近两年的时间。
来自全球多个组织和大学的300多名研究人员参与了这项研究。中国科学院上海天文台牵头组织协调包括8位台内研究人员在内的国内学者参与了此次的EHT合作。
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