事件視界望遠鏡將揭示M87黑洞的磁場
2019年4月，全世界被一圈半光環環繞的不祥空洞給迷住了，哪怕只是一瞬間。這是第一張黑洞的直接圖像。更具體地說，這是位於室女座星系Messier 87核心的一個超大質量引力深淵，距離地球約5400萬光年。
現在，一個由科學家組成的大型國際合作組織對這些數據進行了更廣泛的研究，在清除了一些噪音之後，發布了第一張黑洞的偏振圖像，揭示了其磁場的結構。
這項研究今天發表在《天體物理學雜誌快報》上的兩篇論文中。 這些論文描述了該團隊的觀測設置，以及這些發現對理解M87中心黑洞的理論解釋的意義。 這個洞是一個耀變體，意味著它有能量射流和亞原子粒子以接近光速的速度從吸積盤中噴出。 射流的特性由其周圍的磁場定義，因此，了解這些磁場的結構可以為了解射流的更神秘的物理問題提供線索。
研究團隊的科學家表示：「如果現在看這幅圖像，我們看看那些極化矢量的行為，那麼我們就可以由此推論出磁場的幾何形狀。從射流的物理學角度來看，這對我們來說非常有趣，因為我們知道為了使射流噴射的理論模型起作用，我們將需要具備什麼條件。」
您可能會發現，新的圖片看起來與原來的那幅轟動世界的圖片非常相似，但是吸積盤（所有堆積在黑洞周圍的物質）中的旋渦略多一些。 但是，新圖像描述的是黑洞的更具體細節。 上一幅圖顯示了M87的等離子體核心發出的總光線。 當黑洞的磁場很弱時，等離子體會將磁場拉成圓形，光波會垂直於黑洞振蕩，就好像不受磁場干擾一樣。但是當磁場很強時，光波的偏振模式看起來會有所不同。 如果場強介於兩者之間，發出的偏振光就會呈現出更螺旋的形狀。
上圖：梅西耶87星系(中間)，它包含了事件視界望遠鏡拍攝到的黑洞。
研究團隊告訴我們：「這項研究表明，M87內部吸積流的投影圖像非常接近黑洞，看起來是環形對稱的，或者說是方位對稱的。這種垂直磁場結構表明，磁場並不總是軟弱無力地與吸積流…的其餘部分一起移動。磁場是相對論噴流的關鍵腳手架。」
實際上，這個團隊的天體物理學家們已經拉開了黑洞行為的帷幕。
科學家表示，未來的「聖杯」將是更好地看到M87核心的最內部運作；具體地說，更大規模的條件，形成一個巨大的等離子噴流，將其彈射，準直，並加速它。目前，圖像及其背後的數據噪音太大，看不到更多東西，比如，過度曝光的圖像可能只顯示對比度最高的物體。隨著Event Horizon望遠鏡陣列中安裝更多的望遠鏡，研究小組將能夠看到磁場幾何結構如何變化，以及如何改變從銀河系核心發出的噴流的形狀。
科學家還表示：「有一種說法是磁場是惰性的，因為它們不做功。所以磁場，你們知道，它們不施加與它們平行的磁力。它們施加垂直於它們的磁力。根據功的定義，如果力垂直於物體運動的方向，它就不做功。但磁場實際上非常懶惰，它們只是繞著黑洞工作，只是利用黑洞為它們工作。」
黑洞，遠不是一個巨大的虛無，實際上是一些非凡物理學的舞台，在這個地方，無形的力量向宇宙發射出比你所知的任何距離都要長的光束，似乎是在無視和挑戰黑洞眾所周知的不可逃脫的引力。
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