▶最新公布的偏振光下M87超大质量黑洞的图像（EHT合作组织)

□建平

2019年4月10日，天文学家公开了人类首次直接拍摄到的黑洞的照片，轰动一时。这张“有史以来第一张”的照片似乎宣示着人们正在揭开黑洞这个宇宙中神秘天体的面纱。

两年过去了，科学家们对黑洞的研究又有了新进展。这个由全球多个国家和地区的科研人员共同参与组成的“事件视界望远镜”（EHT）项目组，针对偏振数据的进一步处理和分析，于2021年3月又发布了该黑洞在偏振光下的新影像。该项目组还收集了M87在整个电磁波谱范围内的辐射数据，2021年4月14日发表在《天体物理学杂志通讯》上。这意味着，人类已顺利取得了黑洞的“指纹”。

“指纹”似乎并不稳定

黑洞及其喷流是宇宙中最神秘也是最壮观的天体之一。虽然我们已经目睹了黑洞的真容，并对其的观察与了解仍然存在诸多不确定性。

“事件视界望远镜”项目组有来自全球32个国家或地区近200个科研机构的760名研究人员，他们这些年一直在持续不断地收集着关于M87的种种数据。3月公布的关于黑洞在偏振光下的新影像便提供了不少有关黑洞外缘磁场结构的信息，是理解磁场如何让黑洞“吞噬”物质并发出能量巨大的喷流的关键。

而通过协调包括地面和空间最先进的19台望远镜（阵），收集到的M87在整个电磁波谱范围内的辐射数据，又可以帮助我们更好地了解黑洞与喷流之间的深层联系。这是迄今为止对超大质量黑洞及其喷流开展的频率覆盖最广的同步观测。

因为每个黑洞在各电磁波段的辐射特征均不相同，这种特征类似于人类的指纹。所以收集这些辐射的“指纹”可以使人们深入了解黑洞的性质。不过，科学家们目前面临的挑战是，这些不同波段的辐射往往也会随着时间持续变化，所以这些“指纹”信息也并不稳定。

观测频率跨越17个数量级

我们知道，加速运动的电子或质子都会产生辐射，这也是我们从地面能够接收到关于黑洞及其喷流信号的来源。而这次的观测数据得来不易，其中的观测频率从低频射电到可见光，再到X射线和高能伽马射线，已跨域了17个数量级。这对M87黑洞的解读，在物理尺度上也是一次巨大的跨越，是迄今最全的多波段同步观测结果，因此才显得格外珍贵和极具科学价值。

此次发布的研究成果还有助于帮助我们了解“宇宙线”的起源。宇宙线是不断轰击地球的高能粒子，它们的能量比地球上最强大的人工加速器大型强子对撞机产生的能量高一百万倍。此次研究表明，最活跃的宇宙线最有可能起源于巨大的黑洞喷流，但仍无法确定它们的精确来源。很多细节仍有疑问。