近日，事件視界望遠鏡（EHT）合作組發(fā)布了M87星系中心超大質(zhì)量黑洞的新圖像，揭示了黑洞附近偏振輻射隨時間的演化?？茖W(xué)家還首次在EHT數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了連接黑洞環(huán)狀結(jié)構(gòu)與噴流底部的延伸輻射跡象。這一成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《天文學(xué)與天體物理學(xué)》上，為理解黑洞周圍極端環(huán)境下的物理過程提供了新視角。

EHT是由全球射電望遠鏡聯(lián)合組網(wǎng)形成的“地球般大小的望遠鏡”。2019年發(fā)布的首張黑洞照片拍攝于2017年。通過對比分別拍攝于2017年、2018年和2021年的觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家在揭示黑洞磁場時變方面取得了新的重要進展。研究發(fā)現(xiàn)，2017年至2021年間，偏振方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)：2017年磁場呈一方向螺旋，2018年相對穩(wěn)定，而到2021年則完全反轉(zhuǎn)。這種偏振旋轉(zhuǎn)方向的明顯變化可能源于內(nèi)部磁結(jié)構(gòu)與外部效應(yīng)（如法拉第屏）的共同作用。偏振的演化反映出黑洞周圍的湍動不止的環(huán)境，其中磁場在物質(zhì)如何落入黑洞以及如何向外釋放能量方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

事件視界望遠鏡合作組新增美國基特峰望遠鏡、法國NOEMA陣列，并優(yōu)化格陵蘭等望遠鏡性能，顯著提升了靈敏度。借助升級后的觀測系統(tǒng)，科學(xué)家首次成功約束了M87星系黑洞相對論噴流底部的輻射方向，這類噴流正以接近光速的速度遠離黑洞。像M87這樣超大能量的噴流對星系演化至關(guān)重要，可調(diào)節(jié)恒星形成、分配宇宙能量，是研究極端物理的天然實驗室。此次最新發(fā)現(xiàn)為研究宇宙極端現(xiàn)象的形成機制提供了重要拼圖。隨著事件視界望遠鏡持續(xù)提升其觀測能力，這些新成果揭示了M87星系黑洞周圍的動態(tài)環(huán)境并深化了科學(xué)家對黑洞物理性質(zhì)的認(rèn)知。

M87星系距離地球5500萬光年，其中心有一個質(zhì)量比太陽大65億倍的黑洞。天文學(xué)家在1918年首次在光學(xué)波段觀測到M87中的噴流，這也是人類觀測到的第一個宇宙噴流。這些特征使M87星系成為研究黑洞與噴流之間關(guān)系的最佳目標(biāo)源?？蒲腥藛T通過分析最近23年來的VLBI觀測數(shù)據(jù)，成功捕捉到M87中噴流的周期性進動。

黑洞是愛因斯坦廣義相對論預(yù)言存在的一種天體，具有超強引力，即便是光也無法逃脫其勢力范圍。該勢力范圍被稱為黑洞的半徑或“事件視界”。

中國科學(xué)院上海天文臺安濤研究員帶領(lǐng)的國際團隊在一個距離地球約2.3億光年的矮星系里發(fā)現(xiàn)了一個偏離中心約3千光年的黑洞。這個黑洞沒有處在星系核心，而是噴射出射電噴流。綜合多個觀測特征，科研人員確認(rèn)這是一個正在活躍吸積、擁有噴流的游離黑洞。這項發(fā)現(xiàn)進一步強化了“黑洞增長并非僅限星系中心”的認(rèn)識，也為理解早期宇宙中超大質(zhì)量黑洞的快速生長提供了新視角。相關(guān)成果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)通報》英文版上。