黑洞 進展 偏振光下M87超大質(zhì)量黑洞的影像
時間：2021-03-25 11:45 來源：央視 責(zé)任編輯：莫小煙
原標(biāo)題：黑洞 進展 偏振光下M87超大質(zhì)量黑洞的影像
京時間3月24日晚10點，中國科學(xué)家參與的事件視界望遠(yuǎn)鏡（ETH）合作組織公布 研究成果：偏振光下M87超大質(zhì)量黑洞的影像。這是繼兩年前成功捕獲人類有史以來首張黑洞照片后的 進展，也是人類第一次在接近黑洞邊緣出測得表征磁場特征的偏振信息。這一結(jié)果對解釋距離我們地球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。
當(dāng)光線通過某些濾光片（如偏光太陽眼鏡的鏡片），或從被磁化的高溫區(qū)域發(fā)出來時，光就會發(fā)生偏振。就像偏光太陽眼鏡能減少來自明亮表面的反射和眩光從而幫助我們看得更清楚一樣，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。具體而言，偏振測量可以讓天文學(xué)家繪制存在于黑洞邊緣的磁力線。
從M87的核心噴射出來的明亮的能量和物質(zhì)噴流，向外延伸了至少5000光年，是該星系最神秘、最壯觀的特征之一。大部分靠近黑洞邊緣的物質(zhì)都會落入其中。然而，周圍也有一些粒子會在被捕獲前的瞬間逃逸并以噴流的形式向外傳播。
為了更好地理解這一過程，天文學(xué)家構(gòu)建了不同的關(guān)于黑洞邊緣物質(zhì)行為的模型。但他們?nèi)匀徊磺宄刃窍党叨冗�要大的噴流究竟是如何從星系中心（這一通常只有太陽系般大小）區(qū)域發(fā)射出來的，也不知道物質(zhì)究竟是如何落入黑洞的。這個新的黑洞及其陰影的EHT偏振圖像，使天文學(xué)家首次成功探究黑洞外緣區(qū)域，在那里物質(zhì)可能被吸入或被噴射出來。
觀測結(jié)果提供了新的有關(guān)黑洞外緣磁場結(jié)構(gòu)的信息。研究團隊發(fā)現(xiàn)，只有以強磁化氣體為特征的理論模型才能解釋在事件視界看到的情況。
為了觀測M87星系的中心，這項合作將世界各地的八臺望遠(yuǎn)鏡連接起來，創(chuàng)建了一個虛擬的類似地球大小的望遠(yuǎn)鏡——EHT。EHT的分辨本領(lǐng)相當(dāng)于在地球上看清月面一張信用卡所需的分辨率。這使研究團隊能夠直接觀察到黑洞的陰影以及環(huán)繞的光環(huán)，新的圖像清楚地顯示出該光環(huán)在偏振光下的影像。
EHT合作成員、上海天文臺路如森研究員說：“黑洞的偏振成像結(jié)果十分令人興奮，因為這對理解黑洞周圍的磁場及物理過程至為關(guān)鍵。”EHT合作成員、上海天文臺江悟副研究員表示：“常規(guī)VLBI偏振測量就很困難，EHT得到這個偏振圖像更是充滿挑戰(zhàn)。”這也可以理解為什么在首張黑洞圖像出爐后，偏振圖像的面世又花費了近兩年的時間。
來自全球多個組織和大學(xué)的300多名研究人員參與了這項研究。中國科學(xué)院上海天文臺牽頭組織協(xié)調(diào)包括8位臺內(nèi)研究人員在內(nèi)的國內(nèi)學(xué)者參與了此次的EHT合作。
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