事件視界望遠鏡（EHT）合作組發布的最新圖像揭示了超大質量黑洞M87*周圍一個動態環境，表現出不斷變化的磁場偏振模式。

“橫看成嶺側成峰”或許在形容廬山之外，也可以用來形容黑洞不斷變化的偏振方向。

近日，事件視界望遠鏡（EHT）合作組發布了M87星系中心超大質量黑洞的新圖像，揭示了黑洞附近偏振輻射隨時間的演化。科學家還首次在相關數據中發現了連接黑洞環狀結構與噴流底部的延伸輻射的跡象。

該成果于9月16日正式發表于《天文學與天體物理學》，為人們理解黑洞周圍極端環境下的物理過程提供新視角。

對比三張“剪影”，發現黑洞在變

M87星系距地球約5500萬光年，其中心黑洞質量是太陽的60億倍以上。

EHT是由全球射電望遠鏡聯合組網的“地球般大小的望遠鏡”，2019年發布的首張“甜甜圈”黑洞照片拍攝于2017年，其偏振結果于2021年公布。通過對比分別拍攝于2017年、2018年和2021年的觀測數據，科學家最近有了新發現。

“令人驚嘆的是，環的大小在4年內保持一致，證實了愛因斯坦廣義相對論預言的黑洞陰影，但其偏振模式卻發生了顯著變化。”美國哈佛-史密森尼天體物理中心天文學家、該研究共同負責人保羅·提德指出，“這表明事件視界附近磁化等離子體遠非靜止不變的，而是時刻變化且極其復雜的，正在逼近我們現有的理論模型的極限。”

四年間，黑洞偏振方向竟翻轉

此次研究發現，2017年至2021年間，偏振方向發生翻轉：2017年磁場呈一方向螺旋，2018年相對穩定，而到2021年則完全反轉。

這種偏振旋轉方向的明顯變化，可能源于內部磁結構與外部效應（如法拉第屏）的共同作用。偏振的演化反映出黑洞周圍的環境湍動不止，而其中的磁場在物質如何落入黑洞以及如何向外釋放能量方面發揮著關鍵作用。

“偏振方向在2017年到2021年的四年間發生翻轉是完全出乎意料的。”韓國慶熙大學天文學家樸鐘浩認為，這既挑戰了現有模型，也說明在事件視界附近還有許多事情尚未被理解。

破解宇宙謎題，又來一塊重要拼圖

類似M87這樣的蘊含超大能量的噴流，通過調節恒星形成和大尺度上的能量分配，在星系演化中發揮著至關重要的作用。

它能產生包括伽馬射線和中微子在內的全電磁波輻射，為研究宇宙極端現象的形成機制提供了一個獨特的實驗室。

此次最新發現為破解該謎題提供了至關重要的一塊拼圖。這些新成果揭示了M87黑洞周圍的動態環境，并深化了科學家對黑洞物理性質的認知。

年復一年，EHT“視力”不斷提升

近年來，EHT不斷得到擴展和升級。EHT科學委員會成員、荷蘭奈梅亨拉德堡德大學的助理教授邁克爾·揚森提到，這次科學突破的取得，正是得益于EHT的多方面升級。

2021年，EHT觀測網絡新增了兩個望遠鏡——美國亞利桑那基特峰望遠鏡和法國NOEMA陣列，顯著提升了EHT的靈敏度和成像清晰度。這使得科學家首次成功通過EHT約束M87以接近光速遠離黑洞的相對論噴流底部的輻射方向。

此外，格陵蘭望遠鏡和詹姆斯·克拉克·麥克斯韋望遠鏡（JCMT）的性能升級也進一步提高了數據質量。

上海天文臺沈志強研究員則提到，中國學者也一直在多方面參與技術革新，例如在多頻同時接收，原始數據相關處理、頻率相位傳遞校準和成圖技術等方面都處于前沿。

同時，EHT團隊還改進了校準技術，使數據質量和陣列性能有了顯著提升，增強了科學家對微弱偏振信號的檢測能力，幫助他們首次捕捉到了噴流底部的微弱輻射。