来自事件视界望远镜 (EHT) 合作的新图像，其中包括来自天体物理中心的科学家 |哈佛与史密森尼 (CfA) — 发现了从超大质量黑洞人马座 A* (Sgr A*) 边缘螺旋上升的强大且有组织的磁场。这是首次在偏振光下观察到的潜伏在银河系中心的怪物的新视图，揭示了其磁场结构与 M87 星系中心黑洞的磁场结构惊人地相似，这表明强磁场可能是所有黑洞共有的。这种相似性也暗示了 Sgr A* 中存在隐藏的喷气式飞机。研究结果今天发表在《天体物理学杂志快报》上。

科学家于2022 年公布了人马座 A* 的第一张图像，该图像距离地球约 27,000 光年，显示虽然银河系的超大质量黑洞比 M87 的黑洞小一千倍以上，质量也比 M87 的黑洞小一千多倍，但它看起来非常相似。这让科学家们想知道，除了外表之外，两人是否也有共同的特征。为了找到答案，研究小组决定在偏振光下研究 Sgr A*。之前对 M87* 周围光的研究表明，黑洞巨星周围的磁场使其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 A* 中士可能也是如此。

“我们现在看到的是，在银河系中心的黑洞附近存在着强大的、扭曲的、有组织的磁场，”史密森天体物理观测站 (SAO) CfA NASA 哈勃奖学金项目爱因斯坦研究员Sara Issaoun说道。 )天体物理学家，也是该项目的共同领导者。 “人马座 A* 的极化结构与更大、更强大的 M87* 黑洞中的极化结构惊人相似，我们了解到，强大且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。他们。”

光是一种振荡或移动的电磁波，使我们能够看到物体。有时，光会沿首选方向振荡，我们称之为“偏振”。尽管偏振光围绕着我们，但对于人眼来说，它与“正常”光无法区分。在这些黑洞周围的等离子体中，围绕磁场线旋转的粒子赋予垂直于磁场的极化图案。这使得天文学家能够更加清晰地看到黑洞区域中发生的事情并绘制它们的磁场线。

哈佛黑洞计划研究员和哈佛黑洞计划研究员表示：“通过对黑洞附近炽热气体的偏振光进行成像，我们可以直接推断出黑洞赖以生存和喷射的气体和物质流中的磁场的结构和强度。”项目联合负责人Angelo Ricarte。 “偏振光教会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的知识。”

但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，它的变化速度如此之快，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比以前用于捕获 M87*(一个更稳定的目标)的工具更复杂的工具。 CfA 博士后研究员兼 SAO 天体物理学家Paul Tiede表示：“令人兴奋的是我们能够拍摄 Sgr A* 的偏振图像。第一张图像经过数月的广泛分析才能了解其动态性质并揭示其平均结构。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，使得第一张图像成为可能。”

科学家们很高兴能够在偏振光下获得两个超大质量黑洞的图像，因为这些图像及其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相似点或差异。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校博士后研究员Michi Bauböck表示：“M87* 和 Sgr A* 在几个重要方面有所不同：M87* 更大，并且它以更快的速度从周围环境中吸收物质。因此，我们可能预计磁场看起来也有很大不同。但在这种情况下，它们被证明非常相似，这可能意味着这种结构是所有黑洞所共有的。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——从喷流如何形成和发射到我们在红外和X射线中看到的明亮耀斑的动力。”

自 2017 年以来，EHT 已进行了多次观测，并计划于 2024 年 4 月再次观测 Sgr A*。随着 EHT 配备新望远镜、更大带宽和新观测频率，图像每年都会得到改善。计划在未来十年进行的扩展将使人马座 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观察其他黑洞中类似的偏振特征。与此同时，将 EHT 延伸到太空将提供比以往更清晰的黑洞图像。