人类首次“看见”的那个黑洞，有了偏振图像

仙仙

记者从中国科学院上海天文台获悉，经过近两年的深入研究，科学家对人类首次“看见”的那个黑洞，成功绘制出偏振图像。北京时间3月24日22时，包括中国在内的多国科学家合作的相关研究论文，发表在国际权威期刊《天体物理学杂志通讯》。


当光线通过某些滤光片或从被磁化的高温区域发出来时，就会发生偏振现象。就像偏光太阳眼镜能减少来自明亮表面的反射和眩光，帮助人们看得更清楚一样，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。




2019年4月10日，科学家们发布了有史以来第一张黑洞图像。人类首次“看见”的那个黑洞，位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。


自那以后，成功捕获到首张黑洞照片的事件视界望远镜（EHT）合作组织，又组织了多国天文学家深入研究2017年收集到的M87星系中心超大质量黑洞的数据。他们发现，M87黑洞周围的相当一部分光是偏振的。但由于获取和分析这些数据涉及十分复杂的技术，科学家们花了近两年时间，才绘制出M87黑洞的偏振图像。




据事件视界望远镜（EHT）合作组织成员、中科院上海天文台副台长袁峰研究员、路如森研究员等专家介绍，最新绘制的M87黑洞的偏振图像，清楚地显示出黑洞的光环是磁化的。这是天文学家第一次在如此接近黑洞边缘处，测得表征磁场特征的偏振信息，这对深入研究黑洞“吸积盘”、黑洞“喷流”等科学问题具有重要意义。


黑洞周围的气体在它的强引力作用下，会朝着黑洞下落。这些气体并不是垂直下落，而是一边旋转一边下落。大量被强引力牵引的气体围绕着黑洞形成一个巨大的盘状结构，被称为“吸积盘”。以强大引力著称的黑洞，并不能将所有的气体与物质都吞噬掉。在靠近黑洞的地方，还有一些物质被磁场等强作用力往外高速发射，形成“喷流”。




“最新绘制的黑洞偏振图像，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，能帮助科学家推断黑洞‘喷流’如何形成。同时，还可以帮助科学家推断‘吸积盘’的模型。”袁峰说。


黑洞是浩瀚宇宙广泛存在的一种神秘天体。为了观测到黑洞，天文学家将世界各地的八台望远镜连接起来，创建了一个类似于地球大小的虚拟望远镜——事件视界望远镜（EHT），其分辨率可相当于在地球上看清月球表面上的一张信用卡。


来自全球多个组织和大学的300多名研究人员参与了这项国际合作研究，由中科院上海天文台科研人员领衔的中国团队也一直深度参与。（记者张建松 丁汀）