黑洞新图像表明存在巨型磁场

事件视界望远镜拍摄到的M87星系黑洞新图像揭示了该黑洞周围旋转的物质所发射的光波的偏振（亮线）。这种偏振与黑洞的磁场有关

天文学家首次发现了缠绕在黑洞周围的磁场。2021年3月24日，研究人员在《天体物理学快报》在线版发表的两项研究报告称，事件视界望远镜揭示了M87星系中心超大质量黑洞周围炽热的发光气体具有磁性。这些磁场被认为在黑洞如何吞噬物质并将强大的等离子体喷射到数千光年之外的太空中起着至关重要的作用。

美国马里兰大学天体物理学家艾琳·迈耶（Eileen Meyer）表示：“几十年来，我们清楚地知道，从某种意义上说，喷流的动力源自超大质量黑洞的吸积作用，而吸入的螺旋形气体和释放的等离子体则被高度磁化。但在具体细节方面，还存在诸多不确定性。此前，黑洞视界附近还从未发现存在等离子体磁场结构。”

M87星系内部的超大质量黑洞是第一个被捕捉到图像的黑洞。它是利用2017年4月全球观测站网的观测数据创建的，这些观测站共同组成了一个虚拟的地球大小的盘状射电抛物面，被称为事件视界望远镜。在图像中，黑洞阴影在吸积盘的映衬下显现出来——明亮的超热气体漩涡环绕着黑洞的黑暗中心旋转。

新的分析使用了相同的观测数据。但与第一张黑洞图像不同，新的图像解释了黑洞周围气体发射的光波的偏振现象。利用偏振可以确定光波的方向——无论是上下摆动，左右摆动，还是以一定角度摆动，它都会受到磁场的影响。因此，通过绘制M87黑洞边缘附近的光的偏振图，研究人员能够揭示出可能存在的磁场结构。

该研究小组发现的证据表明，一些磁场环绕着黑洞旋转，同时伴有圆盘状物质旋入黑洞。科罗拉多大学博尔德分校天体物理学家杰森·德克斯特（Jason Dexter）认为：“这是意料之中的事，因为当气体旋转时，基本上能够携带磁场。但是，该磁场并不只是随气体的运动而运动，还存在一些有趣的地方。”德克斯特和他的同事发现，至少有一些磁场线与吸积盘向上或向下垂直，或者直接指向或远离黑洞。他说，这些磁场必须非常强大，才不至于被下落气体的漩涡所拖曳。

荷兰拉德堡德大学天体物理学家、此项研究的共同作者莫妮卡·莫西布罗兹卡（Monika Mościbrodzka）介绍说，如此强大的磁场实际上可能会对一些向黑洞方向旋转的物质产生反作用力，并帮助它们克服黑洞的引力。与吸积盘向上和向下垂直的磁场也可以通过引导物质向黑洞的两极移动并使其速度加快，帮助黑洞释放等离子体喷流。