首张观测到的黑洞周围磁场方向竟在三年间翻转:M87* 的宇宙天气首次被捕捉
在对距离地球约5500万光年的巨型黑洞 M87* 的多次观测中,科学家发现了一件前所未有的事。通过事件视界望远镜(EHT)在2017、2018和2021年的数据,他们不仅追踪了黑洞边缘的热等离子体,还映射了周围磁场的偏振变化。尽管黑洞本身的环形阴影在多年中保持相对稳定,但环绕它的“宇宙天气”却在剧烈变动。更令人震惊的是,在这段时间内,磁场的方向竟发生了完全翻转——这是人类首次在黑洞周围观测到这样的现象。此发现可能帮助我们理解黑洞如何“进食”和如何发出横跨宇宙的巨型喷流。M87* 的质量约为太阳质量的65亿倍,距离地球约5500万光年。该研究发表在 Astronomy & Astrophysics。
In This Article:
磁场与偏振:看见看不见的力量
偏振光是穿过强磁场环境时的线索。研究人员将多年的图片叠加的偏振信息,揭示了一个此前隐藏的动态磁场。乍看之下,图像中的环似乎没变,但偏振数据揭示出磁场在不断重组。哈佛-史密森天体物理中心的保罗·蒂耶德表示:“尽管环的大小多年来一直保持稳定,证实了爱因斯坦对黑洞阴影的预测;但偏振模式却发生了显著变化,说明靠近视界的磁化等离子体并非静态。”
时间线回顾:2017、2018、2021 的三步舞
2017年的磁场呈现顺时针螺旋,2018年转为逆时针并似乎稳定,到了2021年再度呈现逆时针螺旋。这样的变化在极短的宇宙时间内发生,显示围绕视界的磁场极其活跃,而黑洞本身的环形阴影却在多年间保持一致。研究人员将这种动态视为对现有理论的重大挑战,暗示近 Ereignis Horizon 的等离子体远非静态。
意义与未来:喷流的关键作用与未来观测的雄心
磁场被认为推动物质沿磁场线向极区喷射,形成直径数百万光年的喷流。这些喷流在星系演化中起着关键作用:调控恒星形成、把能量分布到极其遥远的距离,从而影响宇宙尺度上物质的生命周期。正如罗斯(Eduardo Ros)所言:"Jets like the one in M87 play a key role in shaping the evolution of their host galaxies. By regulating star formation and distributing energy across vast distances, they affect the life cycle of matter on cosmic scales." 研究者也提到,事件视界望远镜正计划在2026年3月至4月进行一系列快速连拍观测,争取拍出 M87* 的第一部“电影”;并且该研究已在 Astronomy & Astrophysics 上发表。埃及 Remo Tilanus 表示:“我们正在筹备在 2026 年 3 月至 4 月之间进行一系列快速连拍观测,争取拍出 M87* 的第一部电影。”