近日，以觀測星系中心超大質(zhì)量黑洞為主要目標的事件視界望遠鏡（EHT）合作組公布了對M87星系中心超大質(zhì)量黑洞的最新觀測結(jié)果。

▲M87黑洞最新“身份照”圖據(jù)新華社

科學家首次發(fā)現(xiàn)黑洞周圍磁場方向發(fā)生徹底翻轉(zhuǎn)，同時確認黑洞本身保持穩(wěn)定。這一發(fā)現(xiàn)有助于深入理解黑洞如何吸收物質(zhì)以及形成高速噴流。

M87星系是一個距離地球5500萬光年的近鄰星系，其中心有一個質(zhì)量比太陽大65億倍的黑洞。作為事件視界望遠鏡合作計劃首個成像的超大質(zhì)量黑洞，它已成為目前全宇宙研究最深入的黑洞之一。

所謂黑洞，是愛因斯坦廣義相對論預言存在的一種天體。按照中科院上海天文臺研究員路如森的說法，黑洞具有超強引力，即便是光，也無法逃脫它的勢力范圍。該勢力范圍被稱作黑洞的半徑或被稱作“事件視界”。

事件視界望遠鏡合作組由全球射電望遠鏡聯(lián)合組網(wǎng)，形成一個“地球般大小的望遠鏡”。

M87星系中心超大質(zhì)量黑洞的首張照片拍攝于2017年，并于2019年發(fā)布。研究人員通過對2017年、2018年和2021年的觀測數(shù)據(jù)進行對比，繪制出M87黑洞磁場偏振變化圖，從而揭示了其視界之外環(huán)境的活躍程度和磁場隨時間的劇烈變化。

觀測結(jié)果顯示，黑洞周圍環(huán)境動態(tài)、湍流且不斷變化。觀測表明，磁場對物質(zhì)流動起著重要引導作用——有的物質(zhì)最終穿過視界消失，有的則被拋射到太空中形成高速噴流，為揭示黑洞噴流形成機制提供了新線索。

▲不同時期觀察到的M87星系中心超大質(zhì)量黑洞，磁場發(fā)生明顯旋轉(zhuǎn)變化

此次研究發(fā)現(xiàn)，黑洞周圍的磁場在2017年呈順時針螺旋狀；到2018年，磁場方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，呈逆時針排列，并趨于穩(wěn)定；到2021年，磁場再次以逆時針方向旋轉(zhuǎn)。黑洞周圍磁場在短短幾年內(nèi)發(fā)生顯著變化，而黑洞本身仍保持穩(wěn)定。

亞利桑那大學斯圖爾德天文臺的天文學家雷莫·蒂拉努斯表示：“事件視界望遠鏡正在開辟黑洞時間域天體物理學的新前沿。計劃在2026年3至4月進行一系列密集觀測，我們非常期待捕捉到M87的首部‘電影影像’，這是自首張黑洞照片以來一直在愿望清單上的目標?！?/p>

據(jù)了解，當物質(zhì)靠近黑洞時，它們不會立刻被吞噬，而是被吸引到吸積盤中，在黑洞引力作用下不斷旋轉(zhuǎn)和摩擦。內(nèi)層氣體和塵埃被擠壓升溫，發(fā)射電磁輻射，形成黑洞周身光環(huán)。然而，并非所有物質(zhì)最終掉入黑洞，其中一部分沿磁力線偏轉(zhuǎn)，向兩極加速，高速噴射到太空中，速度接近光速，形成可穿越數(shù)百萬光年的噴流?？茖W家認為，黑洞磁場在這些噴流的形成過程中起關(guān)鍵作用。

對此，德國馬克斯·普朗克射電天文學研究所的天文學家愛德華多·羅斯表示：“像M87這樣的噴流在塑造宿主星系演化過程中起著關(guān)鍵作用。它們通過調(diào)節(jié)恒星形成并將能量輸送到廣闊空間，從而影響宇宙范圍內(nèi)的物質(zhì)生命周期?！?/p>

哈佛-史密松森天體物理中心天文學家保羅·蒂德稱：“令人驚嘆的是，黑洞周圍的光環(huán)在過去四年間大小保持一致，這印證了廣義相對論對黑洞陰影的預言。環(huán)繞視界旋轉(zhuǎn)的帶電等離子體充滿動態(tài)和復雜性，推動理論模型不斷向極限挑戰(zhàn)，偏振模式也因此發(fā)生顯著變化。”

紅星新聞記者 范旭 實習記者 楊詩柔

編輯郭宇

審核 馮玲玲