記者  |  劉禹

在距離地球5500萬光年遙遠的M87星系，絢麗明亮的能量和物質噴流從星系核心噴湧而出，向外延伸了至少5000光年，使整個星系神秘又壯觀。在這一星系的中心，有一顆超大質量的黑洞，宛若巨獸的血盆大口，將靠近的物質吸入其中，只有極少部分的粒子會在被捕獲前的瞬間逃逸。

2019年4月10日，事件視界望遠鏡（EHT）合作組織在M87星系中心成功捕獲人類有史以來首張黑洞照片，揭示了一個明亮的環狀結構及其黑暗的中央區域——黑洞的陰影。時隔近兩年，該組織又為揭示M87超大質量黑洞提供了一個嶄新視角：它在偏振光下的影像。這是天文學家第一次在如此接近黑洞邊緣處測得表徵磁場特徵的偏振資訊。這對解釋距離地球5500萬光年的M87星系如何從其核心向外傳播能量巨大的噴流至為關鍵。

當光線透過某些濾光片（如偏光太陽眼鏡的鏡片），或從被磁化的高溫區域發出來時，光就會發生偏振。EHT合作組織深入研究了2017年收集到的M87星系中心超大質量黑洞的資料。他們發現，M87黑洞周圍的相當一部分光是偏振的。

就像偏光太陽眼鏡能減少來自明亮表面的反射和眩光從而幫助我們看得更清楚一樣，敏銳的天文學家發現，可以透過觀察來自黑洞邊緣的光的偏振特性，來銳化他們的視野。也就是說，偏振測量可以讓天文學家“繪製”存在於黑洞邊緣的磁力線，進而理解磁場如何讓黑洞“吞噬”物質併發出能量巨大的噴流。

為什麼黑洞偏振照片比2019年釋出的首張黑洞總強度照片晚了2年？EHT合作成員、上海天文臺路如森研究員解釋說，雖然同樣來自於4年前（2017年）首次對黑洞成像的觀測，但拍攝黑洞偏振照片要難得多。一方面，黑洞的偏振特徵本身就比較弱，很難被科學家觀測到；另一方面，黑洞邊緣的磁場非常強，偏振特徵很容易受到干擾削弱。

為了觀測M87星系的中心，這項合作將世界各地的8臺望遠鏡連線起來，建立了一個虛擬的類似地球大小的望遠鏡——EHT。EHT的分辨本領相當於在地球上看清月面一張信用卡所需的解析度。這使研究團隊能夠直接觀察到黑洞的陰影，以及環繞的光環，新的影象清楚地顯示出該光環是偏振的。3月24日，EHT合作的兩篇論文正式發表在《天體物理學雜誌通訊》。

來自全球多個組織和大學的300多名研究人員參與了這項研究。中國科學院上海天文臺牽頭組織協調包括8位臺內研究人員在內的國內學者參與了此次的EHT合作。