事件视界望远镜捕捉到梅西耶87星系黑洞中不断演变的偏振模式

事件视界望远镜（EHT）拍摄到的M87*黑洞新图像显示，该黑洞附近存在动态环境，其极化模式不断变化。EHT是一个行星规模的射电望远镜阵列，由八台地面射电望远镜组成，包括阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）、阿塔卡马探路者实验望远镜（APEX）、西班牙毫米波射电天文研究所30米望远镜（IRAM 30 – m telescope）、詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜（the James Clerk Maxwell Telescope）、墨西哥大型毫米波望远镜阿方索·塞拉诺（the Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano）、亚毫米波阵列（the Submillimeter Array）、亚毫米波望远镜（the Submillimeter Telescope）和南极望远镜（the South Pole Telescope）。

梅西耶87（Messier 87）是一个巨大的椭圆星系，位于处女座，距离地球约5300万光年。这个星系也被称为M87，其中包含M87*，这是一个超大质量黑洞，质量超过60亿个太阳质量。2017年，EHT合作团队观测到一个螺旋极化模式，这是大规模扭曲磁结构的特征，证实了长期以来关于黑洞如何与周围环境相互作用并产生影响的观点。

但在2018年，极化现象几乎消失。2021年，微弱的残余部分开始向相反方向螺旋。天体物理学家们如今正在思考一个问题：为什么会这样？滑铁卢大学和圆周理论物理研究所的天体物理学家艾弗里·布罗德里克教授表示：“黑洞紧紧保守着它们的秘密，但我们正在从它们手中挖掘答案。”

“我们滑铁卢大学的团队在从EHT数据重建图像以及确定哪些是真实可靠的、哪些可能只是仪器假象方面发挥了核心作用。我们一直处于前沿，探索EHT图像，尤其是其演化，如何揭示在引力最极端环境中上演的天体物理现象。”

EHT合作团队年复一年地回到M87*，捕捉其演化的瞬间，因为他们知道每次都能对这个长期保守的秘密有更多了解。哈佛 – 史密森天体物理中心的天文学家保罗·蒂德博士说：“值得注意的是，多年来黑洞光环的大小保持一致，证实了爱因斯坦理论预测的黑洞阴影，但其极化模式却发生了显著变化。”

“这告诉我们，在事件视界附近旋转的磁化等离子体远非静止，而是动态且复杂的，这将我们的理论模型推向了极限。”M87*阴影的稳定性可以作为“黑洞无毛”的证据，这是一个有几十年历史的比喻，意味着黑洞是简单的几何物体，除了质量、自旋和电荷外，没有其他描述参数。

布罗德里克教授说：“这就是为什么它们作为引力物体如此有趣的原因之一。你可以做出非常清晰明确的预测，而且所有天体物理现象似乎影响不大。但黑洞周围的物质可以有‘毛’，这些磁场就是一个突出的例子。”

“长期以来，我们清楚什么样的磁‘发型’是可能的，但现在我们看到，就像人类一样，四年内可以有很多不同的‘发型’。”那不勒斯费德里科二世大学的天体物理学家玛丽亚费利西亚·德·劳伦蒂斯教授说：“这些结果表明EHT正如何发展成为一个成熟的科学天文台，不仅能够提供前所未有的图像，还能对黑洞物理学建立渐进且连贯的理解。”

“每次新的观测活动都拓宽了我们的视野，从等离子体和磁场的动力学，到黑洞在宇宙演化中的作用。这具体展示了这一仪器非凡的科学潜力。”这些发现将发表在《天文学与天体物理学》杂志上。