黑洞磁场首次大翻转揭示宇宙奥秘

近日，事件视界望远镜（EHT）合作组公布了对M87星系中心超大质量黑洞的最新观测结果，首次发现黑洞周围的磁场方向发生彻底翻转，而黑洞本身保持稳定。这一发现为理解黑洞如何吸收物质以及形成高速喷流提供了新的见解。

M87星系距离地球5500万光年，其中心的黑洞质量是太阳的65亿倍，是事件视界望远镜合作计划首个成像的超大质量黑洞。根据中科院上海天文台研究员路如森的解释，黑洞是广义相对论预言的一种天体，具有超强引力，连光也无法逃脱其势力范围，即“事件视界”。

事件视界望远镜的突破性发现

事件视界望远镜由全球射电望远镜联合组网，形成一个“地球般大小的望远镜”。2017年，M87星系中心黑洞的首张照片拍摄完成，并于2019年发布。研究人员通过对2017年、2018年和2021年的观测数据进行对比，绘制出M87黑洞磁场偏振变化图，揭示了其视界之外环境的活跃程度和磁场随时间的剧烈变化。

“事件视界望远镜正在开辟黑洞时间域天体物理学的新前沿。”——亚利桑那大学斯图尔德天文台天文学家雷莫·蒂拉努斯

观测结果显示，黑洞周围环境动态、湍流且不断变化。磁场对物质流动起着重要引导作用，有的物质最终穿过视界消失，有的则被抛射到太空中形成高速喷流，为揭示黑洞喷流形成机制提供了新线索。

此次研究发现，黑洞周围的磁场在2017年呈顺时针螺旋状；到2018年，磁场方向发生逆转，呈逆时针排列，并趋于稳定；到2021年，磁场再次以逆时针方向旋转。短短几年内，磁场发生显著变化，而黑洞本身仍保持稳定。

当物质靠近黑洞时，它们不会立刻被吞噬，而是被吸引到吸积盘中，在黑洞引力作用下不断旋转和摩擦。内层气体和尘埃被挤压升温，发射电磁辐射，形成黑洞周身光环。然而，并非所有物质最终掉入黑洞，其中一部分沿磁力线偏转，向两极加速，形成速度接近光速的喷流。

“像M87这样的喷流在塑造宿主星系演化过程中起着关键作用。”——德国马克斯·普朗克射电天文学研究所天文学家爱德华多·罗斯

哈佛-史密松森天体物理中心天文学家保罗·蒂德指出，黑洞周围的光环在过去四年间大小保持一致，这印证了广义相对论对黑洞阴影的预言。环绕视界旋转的带电等离子体充满动态和复杂性，推动理论模型不断向极限挑战，偏振模式也因此发生显著变化。

未来，事件视界望远镜计划在2026年3至4月进行一系列密集观测，力图捕捉到M87的首部“电影影像”，这是自首张黑洞照片以来一直在愿望清单上的目标。这些努力将进一步揭示黑洞的神秘面纱，为天体物理学研究开辟新的前沿。