▶最新公佈的偏振光下M87超大質量黑洞的圖像（EHT合作組織)

□建平

2019年4月10日，天文學家公開了人類首次直接拍攝到的黑洞的照片，轟動一時。這張“有史以來第一張”的照片似乎宣示着人們正在揭開黑洞這個宇宙中神祕天體的面紗。

兩年過去了，科學家們對黑洞的研究又有了新進展。這個由全球多個國家和地區的科研人員共同參與組成的“事件視界望遠鏡”（EHT）項目組，針對偏振數據的進一步處理和分析，於2021年3月又發佈了該黑洞在偏振光下的新影像。該項目組還收集了M87在整個電磁波譜範圍內的輻射數據，2021年4月14日發表在《天體物理學雜誌通訊》上。這意味着，人類已順利取得了黑洞的“指紋”。

“指紋”似乎並不穩定

黑洞及其噴流是宇宙中最神祕也是最壯觀的天體之一。雖然我們已經目睹了黑洞的真容，並對其的觀察與瞭解仍然存在諸多不確定性。

“事件視界望遠鏡”項目組有來自全球32個國家或地區近200個科研機構的760名研究人員，他們這些年一直在持續不斷地收集着關於M87的種種數據。3月公佈的關於黑洞在偏振光下的新影像便提供了不少有關黑洞外緣磁場結構的信息，是理解磁場如何讓黑洞“吞噬”物質併發出能量巨大的噴流的關鍵。

而通過協調包括地面和空間最先進的19臺望遠鏡（陣），收集到的M87在整個電磁波譜範圍內的輻射數據，又可以幫助我們更好地瞭解黑洞與噴流之間的深層聯繫。這是迄今爲止對超大質量黑洞及其噴流開展的頻率覆蓋最廣的同步觀測。

因爲每個黑洞在各電磁波段的輻射特徵均不相同，這種特徵類似於人類的指紋。所以收集這些輻射的“指紋”可以使人們深入瞭解黑洞的性質。不過，科學家們目前面臨的挑戰是，這些不同波段的輻射往往也會隨着時間持續變化，所以這些“指紋”信息也並不穩定。

觀測頻率跨越17個數量級

我們知道，加速運動的電子或質子都會產生輻射，這也是我們從地面能夠接收到關於黑洞及其噴流信號的來源。而這次的觀測數據得來不易，其中的觀測頻率從低頻射電到可見光，再到X射線和高能伽馬射線，已跨域了17個數量級。這對M87黑洞的解讀，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觀測結果，因此才顯得格外珍貴和極具科學價值。

此次發佈的研究成果還有助於幫助我們瞭解“宇宙線”的起源。宇宙線是不斷轟擊地球的高能粒子，它們的能量比地球上最強大的人工加速器大型強子對撞機產生的能量高一百萬倍。此次研究表明，最活躍的宇宙線最有可能起源於巨大的黑洞噴流，但仍無法確定它們的精確來源。很多細節仍有疑問。