天文学家首次捕捉到银河系中心黑洞的磁场影像

天文学家首次捕捉到银河系中心黑洞的磁场影像

2024年3月27日，事件视界望远镜合作组织（EHTC）发布了一张令人惊叹的银河系中心黑洞——人马座A*（Sgr A*）的偏振图像。这是天文学家首次在最接近黑洞边缘处检测到表征磁场的偏振信息，揭示了一个隐藏在银河系中心的巨兽的偏振辐射图像。这一发现不仅展示了EHTC的技术成就，更为我们揭开了黑洞磁场的神秘面纱。

偏振光成像是此次发现的关键技术。光是一种振荡或运动的电磁波，当光在特定方向上振荡时，我们称之为“偏振”。在黑洞周围的等离子体中，绕着磁力线旋转的粒子会产生垂直于磁场的偏振模式。通过分析这些偏振光，天文学家能够直接推断出黑洞附近磁场的结构和强度。

然而，使用偏振光给黑洞成像并非易事。对于人马座A*来说，这一过程尤为艰难。哈佛大学黑洞项目研究员Angelo Ricarte解释道：“通过对黑洞附近热发光气体的偏振光成像，我们直接推断出了贯穿黑洞吸食并喷射的气体和物质的磁场的结构和强度。偏振光让我们更多地了解了天体物理学、气体的性质以及黑洞供给过程中发生的物理机制。”

此次发布的偏振图像揭示了人马座A边缘的螺旋型强磁场。这一发现具有重大意义，因为它表明强磁场可能是所有黑洞的共有特征。EHT副项目科学家Mariafelicia De Laurentis教授表示：“M87的磁场结构与Sgr A*的如此相似，这一事实意义重大。它表明，尽管不同的超大质量黑洞在质量、大小和周围环境方面千差万别，但支配黑洞吸积物质以及发射喷流的物理过程可能是普适的。”

这一发现还暗示了人马座A中可能存在一个隐藏的喷流。之前对M87周围光线的研究表明，环绕M87的磁场允许它将物质以喷流的形式发射到周围环境当中。这项最新工作揭示了Sgr A可能也存在相同的情况。

EHT合作组织计划于2024年4月再次观测人马座A*。随着技术的进步，这类照片将能向我们透露更多关于黑洞及其相似性或差异性的秘密。EHT合作组织成员、中国科学院上海天文台台长沈志强教授表示：“随着EHT合作组织逐年引入新的望远镜、更宽的记录带宽和新的观测频率，捕获的照片质量有望不断获得提升。中国也在积极推进亚毫米波望远镜建设和技术发展，计划下一个十年其性能将扩展到足以拍摄高保真度的Sgr A电影，或许能够找到隐秘的Sgr A喷流，以及让天文学家在其他黑洞中观察到类似的偏振特征。”

此次发现不仅展示了EHTC的技术成就，更为我们揭开了黑洞磁场的神秘面纱。随着技术的不断进步，我们有理由相信，未来将会有更多关于黑洞的惊人发现等待着我们去探索。