激光网3月28日消息，事件视界望远镜合作的新图像，其中包括来自天体物理中心的科学家 |哈佛大学和史密森尼学会发现了从超大质量黑洞人马座A*边缘螺旋上升的强大而有组织的磁场。
首次在偏振光下看到，潜伏在银河系中心的怪物的新视图揭示了与M87星系中心的黑洞惊人相似的磁场结构，这表明强磁场可能是所有黑洞的共同点。这种相似性也暗示了Sgr A*中隐藏的喷流。
研究结果发表在《天体物理学杂志快报》上。
科学家在2022年公布了距离地球约27000光年的Sgr A*的第一张图像，揭示了虽然银河系的超大质量黑洞比M87小一千多倍，质量也小，但它看起来非常相似。
这让科学家们怀疑，除了外表之外，两人是否还有共同的特征。为了找到答案，研究小组决定在偏振光下研究Sgr A*。先前对M87*周围光的研究表明，黑洞巨星周围的磁场使它能够将强大的物质射流发射回周围环境。在这项工作的基础上，新图像显示，Sgr A*可能也是如此。
“我们现在看到的是，在银河系中心的黑洞附近有强大的，扭曲的和有组织的磁场，”CfA NASA哈勃奖学金计划爱因斯坦研究员，史密森尼天体物理天文台天体物理学家Sara Issaoun说。
“随着Sgr A*具有与更大，更强大的M87*黑洞中所看到的极化结构惊人相似的极化结构，我们已经了解到，强而有序的磁场对于黑洞如何与周围的气体和物质相互作用至关重要。
光是一种振荡或移动的电磁波，使我们能够看到物体。有时，光会以偏爱的方向振荡，我们称之为“偏振”。虽然偏振光围绕着我们，但对人眼来说，它与“正常”光没有区别。
在这些黑洞周围的等离子体中，围绕磁力线旋转的粒子会产生垂直于磁场的极化模式。这使得天文学家能够越来越生动地看到黑洞区域正在发生的事情，并绘制出它们的磁力线。
“通过对黑洞附近炽热气体的偏振光进行成像，我们直接推断出磁场的结构和强度，这些磁场贯穿了黑洞以气体和物质为食和喷射的气体和物质的流动，”哈佛黑洞倡议研究员和项目联合负责人Angelo Ricarte说。“偏振光教会了我们更多关于天体物理学、气体特性以及黑洞进食时发生的机制。
但是，在偏振光下对黑洞进行成像并不像戴上一副偏振太阳镜那么容易，对于Sgr A*来说尤其如此，它的变化如此之快，以至于它不会静止不动地拍照。对超大质量黑洞进行成像需要复杂的工具，而不仅仅是以前用于捕获M87*的工具，M87*是一个更稳定的目标。
CfA博士后研究员和SAO天体物理学家Paul Tiede说：“令人兴奋的是，我们能够制作出Sgr A *的偏振图像。第一张图像花了几个月的广泛分析来了解它的动态性质并揭示它的平均结构。
“制作偏振图像增加了黑洞周围磁场动力学的挑战。我们的模型经常预测高度湍流的磁场，这使得构建偏振图像变得极其困难。幸运的是，我们的黑洞要平静得多，这使得第一张图像成为可能。
科学家们很高兴在偏振光下获得两个超大质量黑洞的图像，因为这些图像和它们附带的数据提供了比较和对比不同大小和质量的黑洞的新方法。随着技术的进步，这些图像可能会揭示黑洞的更多秘密及其异同。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的博士后研究员Michi Bauböck说：“M87*和Sgr A*在几个重要方面有所不同：M87*要大得多，而且它以更快的速度从周围环境中吸收物质。因此，我们可能已经预料到磁场看起来也非常不同。但在这种情况下，它们被证明是非常相似的，这可能意味着这种结构是所有黑洞的共同点。
“更好地了解黑洞附近的磁场有助于我们回答几个悬而未决的问题 - 从射流如何形成和发射到我们在红外线和X射线中看到的明亮耀斑的动力。
自2017年以来，EHT已经进行了多次观测，并计划在2024年4月再次观测Sgr A*。每年，随着EHT采用新的望远镜，更大的带宽和新的观测频率，图像都会得到改善。未来十年的计划扩展将使Sgr A *的高保真电影成为可能，可能会揭示隐藏的喷流，并可能使天文学家能够在其他黑洞中观察到类似的偏振特征。同时，将EHT扩展到太空将提供比以往任何时候都更清晰的黑洞图像。
CFA正在领导几项重大举措，以在未来十年内大幅提高EHT。下一代EHT项目正在对EHT进行变革性升级，旨在使多个新的无线电天线上线，实现同时多色观测，并提高阵列的整体灵敏度。
ngEHT的扩展将使该阵列能够在事件视界尺度上制作超大质量黑洞的实时电影。这些电影将解决事件视界附近的详细结构和动力学，聚焦广义相对论预测的“强场”引力特征，以及吸积和相对论喷流发射的相互作用，这些相互作用塑造了宇宙中的大规模结构。
与此同时，黑洞探测器任务概念将把EHT扩展到太空，产生天文学史上最清晰的图像。BHEX将能够探测和成像“光子环”，这是一种由黑洞周围强透镜发射形成的尖锐环特征。
黑洞的特性印在光子环的大小和形状上，揭示了数十个黑洞的质量和自旋，从而显示了这些奇怪的物体如何生长并与它们的宿主星系相互作用。
