事件视界望远镜（EHT）合作组发布了M87星系中心超大质量黑洞（M87*）的新图像，揭示了黑洞附近偏振辐射随时间的演化，并首次在EHT数据中发现了连接黑洞环状结构与喷流底部的延伸辐射的迹象，为人们理解黑洞周围极端环境下的物理过程提供了新视角。相关研究9月16日发表于《天文学与天体物理学》。

M87*星系中心超大质量黑洞周围动态环境表现出不断变化的磁场偏振模式，其中白色的线是观测到电磁波的电场矢量方向，与该局部区域的磁场方向垂直。图片由EHT合作组提供

  ?

M87星系距地球约5500万光年，其中心黑洞M87*的质量是太阳的60亿倍以上。EHT是由全球射电望远镜联合组网的“地球般大小的望远镜”，2019年发布的首张黑洞照片拍摄于2017年，其偏振结果于2021年公布。

值得一提的是，2021年的观测新增了两个望远镜，即美国亚利桑那基特峰望远镜和法国NOEMA阵列，显著提升了EHT的灵敏度和成像清晰度。由此，合作组首次首次成功通过EHT约束M87相对论性喷流底部的辐射方向，该喷流正以接近光速远离黑洞。此外，观测期间，格陵兰望远镜和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜的性能也得到了升级，从而进一步提高了数据质量。改进的校准技术使数据质量和阵列性能有了显著提升，EHT整体灵敏度的跃升也增强了对微弱偏振信号的检测能力。

此次研究发现，2017年至2021年间，M87*环的大小保持一致，证实了爱因斯坦广义相对论预言的黑洞阴影。但4年间，M87*环的偏振模式发生了显著变化，2017年磁场分布由里向外呈逆时针方向，2018年相对稳定，而到2021年则完全反转成顺时针方向。

合作组分析推测，这种偏振旋转方向的明显变化可能源于内部磁结构与外部效应的共同作用。偏振的演化反映出黑洞周围湍动不止的环境，而其中的磁场在物质落入黑洞方式以及黑洞向外释放能量机制方面发挥着关键作用。这一发现挑战了现有模型，也说明在事件视界附近还存在许多学界尚未理解的事情。

类似M87这样蕴含超大能量的喷流，能产生包括伽马射线和中微子在内的全电磁波辐射，在星系演化中发挥着至关重要的作用，也为研究宇宙极端现象的形成机制提供了一个独特的实验室。此次最新发现为解答宇宙极端现象的形成机制提供了至关重要的一块拼图。

相关论文信息：http://doi.org/10.1051/0004-6361/202555855