人類首次“看見”的那個(gè)黑洞，有了偏振圖像

3月24日，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)路如森研究員介紹黑洞的相關(guān)知識(shí)。新華社記者 張建松 攝

記者從中國科學(xué)院上海天文臺(tái)獲悉，經(jīng)過近兩年的深入研究，科學(xué)家對(duì)人類首次“看見”的那個(gè)黑洞，成功繪制出偏振圖像。北京時(shí)間24日22時(shí)，包括中國在內(nèi)的多國科學(xué)家合作的相關(guān)研究論文，發(fā)表在國際權(quán)威期刊《天體物理學(xué)雜志通訊》。

當(dāng)光線通過某些濾光片、或從被磁化的高溫區(qū)域發(fā)出來時(shí)，就會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象。就像偏光太陽眼鏡能減少來自明亮表面的反射和眩光，幫助人們看得更清楚一樣，天文學(xué)家可以通過觀察來自黑洞邊緣的光的偏振特性，來銳化他們的視野。

人類首次“看見”的黑洞的偏振圖像。新華社發(fā)（中國科學(xué)院上海天文臺(tái)供圖）

2019年4月10日，科學(xué)家們發(fā)布了有史以來第一張黑洞圖像。人類首次“看見”的那個(gè)黑洞，位于室女座一個(gè)巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬光年，質(zhì)量約為太陽的65億倍。它的核心區(qū)域存在一個(gè)陰影，周圍環(huán)繞一個(gè)新月狀光環(huán)。

自那以后，成功捕獲到首張黑洞照片的事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）合作組織，又組織了多國天文學(xué)家深入研究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。但由于獲取和分析這些數(shù)據(jù)涉及到十分復(fù)雜的技術(shù)，科學(xué)家們花了近兩年時(shí)間，才繪制出M87黑洞的偏振圖像。

據(jù)事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）合作組織成員、中科院上海天文臺(tái)副臺(tái)長袁峰研究員、路如森研究員等專家介紹，最新繪制的M87黑洞的偏振圖像，清楚地顯示出黑洞的光環(huán)是磁化的。這是天文學(xué)家第一次在如此接近黑洞邊緣處，測得表征磁場特征的偏振信息，這對(duì)深入研究黑洞“吸積盤”、黑洞“噴流”等科學(xué)問題具有重要意義。

黑洞周圍的氣體在它的強(qiáng)引力作用下，會(huì)朝著黑洞下落。這些氣體并不是垂直下落，而是一邊旋轉(zhuǎn)一邊下落。大量被強(qiáng)引力牽引的氣體圍繞著黑洞形成一個(gè)巨大的盤狀結(jié)構(gòu)，被稱為“吸積盤”。以強(qiáng)大引力著稱的黑洞，并不能將所有的氣體與物質(zhì)都吞噬掉。在靠近黑洞的地方，還有一些物質(zhì)被磁場等強(qiáng)作用力往外高速發(fā)射，形成“噴流”。

“最新繪制的黑洞偏振圖像，對(duì)解釋距離我們地球5500萬光年的M87星系，如何從其核心向外傳播能量巨大的噴流至為關(guān)鍵，能幫助科學(xué)家推斷黑洞噴流如何形成。同時(shí)，還可以幫助科學(xué)家推斷吸積盤的模型。”袁峰說。

黑洞是浩瀚宇宙廣泛存在的一種神秘天體。為了觀測到黑洞，天文學(xué)家將世界各地的八臺(tái)望遠(yuǎn)鏡連接起來，創(chuàng)建了一個(gè)類似于地球大小的虛擬望遠(yuǎn)鏡——事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT），其分辨率可相當(dāng)于在地球上看清月面上的一張信用卡。

來自全球多個(gè)組織和大學(xué)的300多名研究人員參與了這項(xiàng)國際合作研究，由中科院上海天文臺(tái)科研人員領(lǐng)銜的中國團(tuán)隊(duì)也一直深度參與。 新華社上海3月24日電（記者張建松、丁?。?/p>