每經(jīng)編輯｜杜宇    

據(jù)央視新聞，近日，事件視界望遠(yuǎn)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，揭示了黑洞附近偏振輻射隨時(shí)間的演化。科學(xué)家還首次在EHT數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了連接黑洞環(huán)狀結(jié)構(gòu)與噴流底部的延伸輻射的跡象。這一成果9月16日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《天文學(xué)與天體物理學(xué)》發(fā)表，為人們理解黑洞周?chē)鷺O端環(huán)境下的物理過(guò)程提供了新視角。

EHT是由全球射電望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合組網(wǎng)的“地球般大小的望遠(yuǎn)鏡”，2019年發(fā)布的首張黑洞照片拍攝于2017年。如今，通過(guò)對(duì)比分別拍攝于2017年、2018年和2021年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，科學(xué)家在揭示黑洞磁場(chǎng)時(shí)變方面取得了新的重要進(jìn)展。

事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）合作組發(fā)布的最新圖像。圖片來(lái)源：央視新聞

此次研究發(fā)現(xiàn)，2017年至2021年間，偏振方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)：2017年磁場(chǎng)呈一方向螺旋，2018年相對(duì)穩(wěn)定，而到2021年則完全反轉(zhuǎn)。這種偏振旋轉(zhuǎn)方向的明顯變化可能源于內(nèi)部磁結(jié)構(gòu)與外部效應(yīng)（如法拉第屏）的共同作用。偏振的演化反映出黑洞周?chē)耐膭?dòng)不止的環(huán)境，而其中磁場(chǎng)在物質(zhì)如何落入黑洞以及如何向外釋放能量方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

圖片來(lái)源：央視新聞

據(jù)介紹，事件視界望遠(yuǎn)鏡合作組新增美國(guó)基特峰望遠(yuǎn)鏡、法國(guó)NOEMA陣列，優(yōu)化格陵蘭等望遠(yuǎn)鏡性能，靈敏度顯著提升，借助這一升級(jí)后的觀測(cè)系統(tǒng)，科學(xué)家首次成功約束了M87星系黑洞相對(duì)論噴流底部的輻射方向——這類噴流正以接近光速的速度遠(yuǎn)離黑洞。

像M87這樣超大能量的噴流對(duì)星系演化至關(guān)重要，可調(diào)節(jié)恒星形成、分配宇宙能量，是研究極端物理的“天然實(shí)驗(yàn)室”。此次最新發(fā)現(xiàn)為研究宇宙極端現(xiàn)象的形成機(jī)制提供了至關(guān)重要的一塊拼圖。隨著事件視界望遠(yuǎn)鏡持續(xù)提升其觀測(cè)能力，這些新成果揭示了M87星系黑洞周?chē)膭?dòng)態(tài)環(huán)境并深化了科學(xué)家對(duì)黑洞物理性質(zhì)的認(rèn)知。

M87星系是一個(gè)距離地球5500萬(wàn)光年的近鄰星系，其中心有一個(gè)質(zhì)量比太陽(yáng)大65億倍的黑洞，天文學(xué)家在1918年首次在光學(xué)波段觀測(cè)到M87中的噴流，這也是人類觀測(cè)到的第一個(gè)宇宙噴流。這些特征讓M87星系成為了天文學(xué)家研究黑洞與噴流之間關(guān)系的最佳目標(biāo)源，天文學(xué)家能夠利用具有超高角分辨率的VLBI技術(shù)解析出非?？拷诙吹膰娏鹘Y(jié)構(gòu)?？蒲腥藛T通過(guò)分析最近23年來(lái)的VLBI觀測(cè)數(shù)據(jù)，成功地捕捉到M87中噴流的周期性進(jìn)動(dòng)。

所謂黑洞，是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)言存在的一種天體。按照中科院上海天文臺(tái)研究員路如森的說(shuō)法，黑洞具有超強(qiáng)引力，即便是光，也無(wú)法逃脫它的勢(shì)力范圍。該勢(shì)力范圍被稱作黑洞的半徑或被稱作“事件視界”。

另?yè)?jù)央視新聞此前消息，在傳統(tǒng)印象中，大質(zhì)量黑洞往往“盤(pán)踞”在星系中心。然而，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)安濤研究員帶領(lǐng)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)在一個(gè)距離地球約2.3億光年的矮星系里發(fā)現(xiàn)了一個(gè)黑洞。該黑洞沒(méi)有處在星系核心，而是偏離中心約3千光年，并且噴射出射電噴流。綜合多個(gè)觀測(cè)特征，科研人員確認(rèn)這是一個(gè)正在活躍吸積、擁有噴流的游離黑洞。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步強(qiáng)化了“黑洞增長(zhǎng)并非僅限星系中心”的認(rèn)識(shí)，也為理解早期宇宙中超大質(zhì)量黑洞的快速生長(zhǎng)提供了新視角。相關(guān)成果于2025年9月5日在學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)通報(bào)》英文版在線發(fā)表。

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