近日,国际天文学界迎来一项突破性进展——事件视界望远镜(EHT)合作组公布了M87星系中心超大质量黑洞的最新观测成果。通过分析2017年至2021年间的多时段数据,科学家首次捕捉到黑洞周围偏振辐射的动态演化,并发现连接黑洞环状结构与喷流底部的延伸辐射特征。相关研究于9月16日发表于《天文学与天体物理学》期刊,为理解黑洞极端环境下的物理过程提供了关键证据。
作为由全球射电望远镜组成的“地球级观测系统”,EHT曾在2019年发布人类首张黑洞照片。此次研究通过对比三年观测数据,揭示了黑洞磁场结构的显著变化:2017年磁场呈螺旋状排列,2018年保持相对稳定,而到2021年则完全反转方向。科研团队推测,这种偏振方向的突变可能由黑洞内部磁重联与外部法拉第旋转效应共同导致,反映出黑洞周围物质吸积与能量释放过程的剧烈动荡。
研究还首次精确测定了M87黑洞相对论性喷流的辐射方向。借助升级后的观测系统——新增美国基特峰望远镜与法国NOEMA阵列,并优化格陵兰望远镜性能——科学家发现,这些以接近光速喷射的物质流正从黑洞边缘加速远离。作为调节星系演化的关键引擎,此类高能喷流可通过抑制恒星形成、分配宇宙能量等方式影响整个星系的命运,堪称研究极端物理条件的“天然实验室”。
位于5500万光年外的M87星系,因其中心存在质量达太阳65亿倍的超大黑洞而成为天文学研究的“黄金靶标”。自1918年人类首次观测到该星系的喷流以来,科学家已持续追踪其动态超过一个世纪。通过分析23年来的甚长基线干涉测量(VLBI)数据,研究团队确认M87喷流存在周期性摆动,进一步证实了黑洞自转与喷流方向之间的关联。
黑洞作为爱因斯坦广义相对论预言的天体,其核心特征是存在无法逃脱引力束缚的“事件视界”。中科院上海天文台专家解释,任何进入该临界半径的物质或辐射都将被黑洞吞噬。传统认知中,超大质量黑洞通常盘踞星系中心,但近期一项发现打破了这一规律——由中科院上海天文台安涛研究员领导的团队,在距地2.3亿光年的矮星系中探测到一个偏离星系核心约3000光年的活跃黑洞,该天体不仅正在吸积物质,还喷射出射电喷流。这项发表于《科学通报》的研究表明,黑洞的生长环境可能比此前认为的更为多样。