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黑洞最新照片来了!偏振光下M87超大质量黑洞图像公开,宛如旋转烟花

2021-03-25 17:05 前瞻网   

事件视界望远镜(EHT)合作组织拍摄了黑洞的图像,并最新公布了一幅位于M87星系中心的大质量物体的新图像:它在偏振光下的样子。

这项研究涉及了来自世界各地多个组织和大学的300多名研究人员。具体涉及的望远镜有:ALMA、APEX、IRAM 30米望远镜、IRAM NOEMA天文台、James Clerk Maxwell望远镜(JCMT)、大毫米望远镜(LMT)、亚毫米阵列(SMA)望远镜、亚毫米望远镜(SMT)、南极望远镜(SPT)、Kitt Peak望远镜和格陵兰望远镜(GLT)。

这是天文学家第一次能够测量极化——这是磁场的一种标志,它接近黑洞的边缘。这些观测结果,是解释位于5500万光年之外的M87星系如何能够从其核心发射高能射流的关键。

黑洞最新照片来了!偏振光下M87超大质量黑洞图像公开,宛如旋转烟花

(最新公布的黑洞及其阴影的EHT偏振图像,图源:EHT Collaboration)

2019年4月10日,科学家们发布了有史以来第一张黑洞图像,揭示了一个明亮的环状结构,中心区域是黑暗的,即黑洞的阴影。自那以后,EHT合作组织深入研究了2017年收集到的关于M87星系中心特大质量天体的数据。他们发现M87黑洞周围的光有很大一部分是极化的。

“这项工作是一个重要的里程碑:光的偏振携带信息,使我们能够更好地理解背后的物理图像……这在以前是不可能的。”

当光通过某些滤光器(如偏振光太阳镜的镜片),或在被磁化的空间热区域发射时,就会发生偏振光。同样,偏振光太阳镜通过减少来自明亮表面的反射和眩光帮助我们看得更清楚,天文学家可以通过观察来自黑洞周围区域的光是如何偏振光来提高他们的视力。具体来说,极化可以让天文学家绘制出黑洞内缘的磁力线。

“新发布的偏振图像是理解磁场如何使黑洞‘吞噬’物质并发射强大喷射流的关键,”EHT合作成员安德鲁·迈克尔(Andrew Chael)说,他是美国宇航局普林斯顿理论科学中心和普林斯顿引力计划的哈勃研究员。

来自M87核心的明亮的能量和物质喷射,从其中心延伸至少5000光年,是该星系最神秘和能量最大的特征之一。大多数靠近黑洞边缘的物质都会掉进去。然而,周围的一些粒子在被捕获前瞬间逃逸,并以射流的形式被吹向太空。

天文学家依靠不同的模型来更好地理解黑洞附近物质的行为。但他们仍然不知道比银河系大的喷流是如何从和太阳系一样小的中心区域发射出来的,也不知道物质究竟是如何落入黑洞的。

有了黑洞及其在偏振光下的阴影的最新EHT图像,天文学家们第一次设法观察了黑洞外部的区域,在这里,流入和流出的物质正在发生相互作用。

这些观测结果提供了有关黑洞外部磁场结构的新信息。研究小组发现,只有具有强磁化气体的理论模型,才能解释他们在事件视界看到的情况。

“观测结果表明,黑洞边缘的磁场强大到足以把热气推回去,帮助它抵抗地心引力。只有穿过磁场的气体,才能螺旋向内进入视界,”美国科罗拉多大学博尔德分校助理教授、EHT理论工作组协调员Jason Dexter解释道。

为了观察M87星系的中心,这项合作将世界各地的8个望远镜连接起来,创建了一个虚拟地球大小的望远镜——EHT。EHT获得的分辨率令人印象深刻,这一分辨率相当于在地球上看清月面一张信用卡。

这一装置,使研究小组能够直接观察黑洞的阴影及其周围的光圈,新的偏振光图像清楚地显示出这个光环是被磁化的。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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