原标题：还记得像“甜甜圈”的首张黑洞照片吗？今天出了“裱花”版 来源：上观新闻
摘要：看上去更加色香味俱全了
还记得第一张黑洞照片吗？那个有些梦幻的“甜甜圈”。科学家们在这个“甜甜圈”上做了些“裱花”，看上去更加色香味俱全了。
曾经成功“拍摄”人类有史以来首张黑洞照片的事件视界望远镜（EHT）合作组织，又“冲洗”出了该黑洞在偏振光下的影像。这是第一次在黑洞边缘处测得磁场特征的偏振信息。这一结果对于理解黑洞阴影周围的磁场以及M87星系如何产生强大的喷流至为关键。北京时间2021年3月24日晚，两篇相关论文发表在《天体物理学杂志通讯》。由中国科学院上海天文台科研人员领衔的国内团队深度参与了该项研究。
【“这项工作是一个重要的里程碑”】
2019年4月10日，科学家们发布了有史以来第一张黑洞图像，揭示了一个明亮的环状结构及黑暗的中央区域——黑洞的阴影。其实，这一图像的拍摄时间是2017年4月5日至11日，只不过“冲洗”花了两年时间。这一次的新发现，也是基于当时收集到的M87星系中心超大质量黑洞数据。
黑洞是一种被极度压缩的宇宙天体，在一个很小的区域内包含着令人难以置信的质量，会以极端的方式影响着周围环境，比如让时空弯曲。科学家们发现，M87黑洞周围辐射的一部分光是偏振的。
“首张黑洞照片可以说是一个辐射的总强度图像，这次得到的是一个偏振图像。”上海天文台台长沈志强研究员说。
什么是偏振？当光线通过某些滤光片，或从被磁化的高温区域发出来，光就会发生偏振。天文学家通过观察来自黑洞边缘的光的偏振特性，能够得到更丰富的信息。正如EHT偏振测量工作组协调员、西班牙瓦伦西亚大学GenT杰出研究员伊万•马蒂•维达尔所说：“这项工作是一个重要的里程碑，偏振光所携带的信息能让我们更好地理解首张黑洞图像背后的物理过程，这在以前是不可能的。”
【理解黑洞“吞噬”物质的关键】
大部分靠近黑洞边缘的物质都会落入其中，然而也有一些气体会在被黑洞捕获前的瞬间逃逸并以喷流的形式喷射出去。从M87星系的核心喷射出来的能量和物质，向外延伸了至少5000光年，是该星系最神秘、最壮观的特征之一。
EHT合作组织成员、美国普林斯顿理论科学中心研究员安德鲁•查尔说：“这次最新公布的偏振图像，是我们理解磁场如何让黑洞‘吞噬’物质并发出喷流的关键。”
此次发布的黑洞偏振图像，使天文学家首次成功地探究黑洞外缘区域的细节。上海天文台副台长袁峰研究员说：“这次的观测结果提供了新的黑洞外缘磁场结构信息，有助于推断黑洞的喷流如何形成，以及推断黑洞吸积盘的模型。”
【“裱花”偏振图像为何花费近两年时间】
EHT是由八个地面射电望远镜组成的观测阵列，由此形成了一个口径如地球大小的虚拟望远镜，其分辨率相当于在地球上看清月面一张信用卡。这使得研究团队能够直接观察到黑洞的阴影以及环绕的光环，新的偏振图像清楚地显示出该光环是磁化的。
首张“甜甜圈”黑洞图像出炉后，此次的“裱花”偏振图像为何又花费近两年时间？“黑洞的磁场，就像纵横的水流，但要看清每一个水流的方向，就比较困难了。”上海天文台路如森研究员介绍，偏振的信号强度比总信号强度弱了很多，平均强度只有百分之几，因此难以检测到；偏振信号存在于局部细节之中，需要将每个局部细节逐一看清楚；偏振信号的采集来源于两路信号，但这些信号本身会互相串扰，要将串扰的部分从信号中剔除十分困难。
EHT官方网站：https://eventhorizontelescope.org
栏目主编：黄海华
文字编辑：黄海华
题图来源：EHT合作组织
视频来源：EHT合作组织等音乐来源：NiklasFalcke
