戴着“墨镜”看黑洞
采访人员 | 刘禹
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在距离地球5500万光年遥远的M87星系，绚丽明亮的能量和物质喷流从星系核心喷涌而出，向外延伸了至少5000光年，使整个星系神秘又壮观。在这一星系的中心，有一颗超大质量的黑洞，宛若巨兽的血盆大口，将靠近的物质吸入其中，只有极少部分的粒子会在被捕获前的瞬间逃逸。
2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）合作组织在M87星系中心成功捕获人类有史以来首张黑洞照片，揭示了一个明亮的环状结构及其黑暗的中央区域——黑洞的阴影。时隔近两年，该组织又为揭示M87超大质量黑洞提供了一个崭新视角：它在偏振光下的影像。这是天文学家第一次在如此接近黑洞边缘处测得表征磁场特征的偏振信息。这对解释距离地球5500万光年的M87星系如何从其核心向外传播能量巨大的喷流至为关键。
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当光线通过某些滤光片（如偏光太阳眼镜的镜片），或从被磁化的高温区域发出来时，光就会发生偏振。EHT合作组织深入研究了2017年收集到的M87星系中心超大质量黑洞的数据。他们发现，M87黑洞周围的相当一部分光是偏振的。
【 戴着“墨镜”看黑洞】就像偏光太阳眼镜能减少来自明亮表面的反射和眩光从而帮助我们看得更清楚一样，敏锐的天文学家发现，可以通过观察来自黑洞边缘的光的偏振特性，来锐化他们的视野。也就是说，偏振测量可以让天文学家“绘制”存在于黑洞边缘的磁力线，进而理解磁场如何让黑洞“吞噬”物质并发出能量巨大的喷流。
为什么黑洞偏振照片比2019年发布的首张黑洞总强度照片晚了2年？EHT合作成员、上海天文台路如森研究员解释说，虽然同样来自于4年前（2017年）首次对黑洞成像的观测，但拍摄黑洞偏振照片要难得多。一方面，黑洞的偏振特征本身就比较弱，很难被科学家观测到；另一方面，黑洞边缘的磁场非常强，偏振特征很容易受到干扰削弱。
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为了观测M87星系的中心，这项合作将世界各地的8台望远镜连接起来，创建了一个虚拟的类似地球大小的望远镜——EHT。EHT的分辨本领相当于在地球上看清月面一张信用卡所需的分辨率。这使研究团队能够直接观察到黑洞的阴影，以及环绕的光环，新的图像清楚地显示出该光环是偏振的。3月24日，EHT合作的两篇论文正式发表在《天体物理学杂志通讯》。
来自全球多个组织和大学的300多名研究人员参与了这项研究。中国科学院上海天文台牵头组织协调包括8位台内研究人员在内的国内学者参与了此次的EHT合作。
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