这是他们首次拍到的关于黑洞周围磁场的图像，也许能解释黑洞是如何向5000光年外的太空喷射出能量和物质的。
这些新图像来自有史以来拍摄到的第一个黑洞，它位于梅西耶87星系的中心，一个距离地球5500万光年的巨型椭圆星系。2017年，300多名研究人员在全球协调了11个射电望远镜来观测M87的中心。由此产生的联合望远镜被称为视界望远镜(EHT)。2019年发布的结果是一张黑洞的图片被环状发光物质包围着．
现在，一项新的数据分析显示，发光的甜甜圈中的光是部分偏振的，这意味着光波在一个平面上振动。这是光穿过高温磁化空间的标志，它的存在意味着研究人员可以开始绘制黑洞边缘的磁场。
在两篇新论文中发表今天在3月24日的《天体物理学杂志》上，科学家们发现，磁场可能强到足以把物质推出去，否则这些物质就会无可挽回地落入黑洞的视界之外。结果是:一股物质和能量像聚光灯一样从黑洞及其周围的星系喷射出来。
“很多人已经很长一段时间对磁场让气体落入黑洞,他们如何启动飞机,现在我们真的准备好开始测试这些理论直接与极化黑洞图像,”杰森·德克斯特说,博尔德的科罗拉多大学天体物理学家和过去的理论工作小组的协调员。
偏振光
为了绘制新的磁场图，研究人员必须从一个非常嘈杂的数据集中挑选出极化。偏振光只是黑洞周围全部光的一部分，它们是由物质快速移动、相互摩擦、产生能量和发光而产生的。更重要的是，研究小组必须将磁场的信号与地球大气层通过11个不同的望远镜以及这些望远镜内部的仪器引起的误差分开。
德克斯特告诉趣味科学网站说:“挖掘那些相对较弱的信号并解释较大的错误是一项巨大的努力。”
最初，似乎只有1%到3%的来自黑洞周围的光是偏振的。但当研究人员放大偏振光部分时，他们意识到发光环的10%到20%被偏振光了。Dexter说，当对所有数据进行平均时，朝一个方向移动的偏振光“抵消”了朝相反方向移动的偏振光，所以偏振光的比例看起来人为地低。
的磁性这是由环绕黑洞的热气体造成的。当带电气体粒子旋转时，它们加强了磁场。但研究人员发现，并非所有磁场都简单地随螺旋气体旋转。
德克斯特说:“我们没有看到同样的极化图和图像，如果磁场只是由于被气体拖拽而包裹在黑洞周围的话，我们就不会看到同样的图像。”“(磁场)很强大，因为当它围绕黑洞旋转时，可以抵抗气体的拖动。”
逃离黑洞
天体物理学家长期以来一直怀疑，周围的磁场在帮助黑洞成长和以巨大的喷流排出物质和能量方面都发挥了作用。天体物理学家已经能够测量喷流内部的磁场，但这是他们第一次能够直接观测喷流底部的磁场。
德克斯特说:“这里的关键是试图了解一旦接近黑洞，磁场是如何形成的。”
Dexter和他的同事们试图用计算机模型将不同类型的字段与EHT数据进行匹配。他们发现，与M87数据相匹配的磁场往往会产生强大的气流。
“有很多我们不知道的，我们应该谨慎，但这是一个有趣的信号，也许磁场在黑洞的增长和喷射中发挥了积极的作用，”他说。
对M87中心黑洞的未来观测将有助于解决这个谜团，因为随着时间的推移，任何波动都将使研究人员能够建立更详细的磁场地图。更多的观察也将帮助他们消除数据的扭曲，提供更清晰的图像。德克斯特说，也没有理由说EHT不能用于我们的家园星系——银河系中心的黑洞。
“这是一个非常令人兴奋的结果，了解更多关于这张黑洞图像和M87中黑洞图像背后的物理属性，”他说。“这只是个开始。”
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