据央视新闻报道,事件视界望远镜(EHT)合作组近日发布了M87星系中心超大质量黑洞的全新观测图像,首次揭示了黑洞附近偏振辐射的时变演化特征,并发现连接黑洞环状结构与喷流底部的延伸辐射迹象。该成果于9月16日发表于国际权威学术期刊《天文学与天体物理学》,为研究黑洞极端环境下的物理过程提供了关键证据。
作为由全球射电望远镜联合构成的“地球级观测系统”,EHT曾于2019年发布人类首张黑洞照片。此次研究通过对比2017年、2018年和2021年的观测数据,首次系统揭示了黑洞磁场的时变规律。科学家发现,2017年至2021年间,黑洞周围偏振方向发生显著翻转:2017年磁场呈单一方向螺旋,2018年保持相对稳定,而到2021年则完全反转。这种偏振旋转的突变可能源于内部磁结构与外部法拉第效应的共同作用。

事件视界望远镜(EHT)合作组发布的最新图像(图片来源:央视新闻)
研究团队指出,偏振辐射的演化直接反映了黑洞周围湍流环境的动态特征。磁场在控制物质落入黑洞的路径以及能量释放机制中扮演核心角色,其变化可能解释黑洞喷流的形成与加速过程。此次观测中,EHT通过新增美国基特峰望远镜、法国NOEMA阵列等设备,并优化格陵兰望远镜性能,使系统灵敏度显著提升,成功约束了M87黑洞相对论喷流底部的辐射方向——该喷流正以接近光速的速度远离黑洞。

(图片来源:央视新闻)
M87星系作为距离地球5500万光年的近邻,其中心黑洞质量达太阳的65亿倍。1918年,天文学家首次在该星系观测到宇宙喷流,使其成为研究黑洞-喷流关系的理想目标。通过分析23年的甚长基线干涉测量(VLBI)数据,科研人员捕捉到喷流的周期性进动现象。这类超大能量喷流对星系演化至关重要,可调节恒星形成并分配宇宙能量,堪称研究极端物理的“天然实验室”。
黑洞作为爱因斯坦广义相对论预言的天体,具有超强引力场,其“事件视界”范围内的任何物质(包括光)均无法逃脱。中科院上海天文台研究员路如森解释,此次观测进一步证实了黑洞喷流与磁场的紧密关联。而此前,中国科学院上海天文台安涛团队在矮星系中发现偏离中心约3千光年的活跃黑洞,其喷射的射电喷流挑战了“黑洞仅存在于星系中心”的传统认知,相关成果于9月5日发表于《科学通报》英文版。
随着EHT观测能力的持续提升,科学家正逐步揭开黑洞周围动态环境的奥秘。这些发现不仅深化了对黑洞物理性质的理解,也为研究宇宙极端现象的形成机制提供了关键拼图。未来,更高分辨率的观测将推动人类对黑洞-喷流系统的认知迈向新阶段。