研究背景与核心发现 - 中国科学院上海天文台参与的事件视界望远镜合作组发布了M87星系中心超大质量黑洞的新图像，揭示了黑洞附近偏振辐射随时间的演化[1] - 科学家首次在EHT数据中发现了连接黑洞环状结构与喷流底部的延伸辐射迹象，相关研究成果发表在《天文学与天体物理学》上[3] - 此次成果是基于2017年、2018年和2021年三次拍摄所取得的最新成果[3] 观测对象与历史数据 - M87黑洞距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍[3] - 首张黑洞照片于2017年拍摄，2019年发布，其偏振结果于2021年公布[3] - 2018年和2021年，科学家再次对其进行拍摄，持续研究[3] 关键科学发现 - 研究发现，2017年至2021年，偏振方向发生翻转：2017年磁场呈一方向螺旋，2018年相对稳定，而2021年完全反转[3] - 研究认为，这种偏振旋转方向的明显变化，或源于内部磁结构与外部效应的共同作用[3] - 偏振的演化反映出黑洞周围的湍动不止的环境，而其中磁场在物质如何落入黑洞以及如何向外释放能量方面发挥着关键作用[3] 科学意义与应用 - 类似M87这样的蕴含超大能量的喷流，通过调节恒星形成和大尺度上的能量分配，在星系演化中发挥着重要作用[3] - 这种强大的喷流能够产生包括伽马射线和中微子在内的全电磁波辐射，为研究宇宙极端现象的形成机制提供了独特的“实验室”[3] - 此次最新发现为破解这一谜题提供了重要“拼图”[3] 观测技术与能力提升 - 随着事件视界望远镜持续提升观测能力，这些新成果揭示了M87黑洞周围的动态环境，并深化了科学家对黑洞物理性质的认知[4] - 事件视界望远镜由全球射电望远镜联合组网，2021年新增美国亚利桑那州基特峰望远镜和法国NOEMA阵列两台望远镜，提升了观测灵敏度和成像清晰度[4] - 格陵兰望远镜和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜的性能升级也进一步提高了数据质量[4]

研究背景与核心发现 - 事件视界望远镜合作组发布了M87星系中心超大质量黑洞的新图像，揭示了黑洞附近偏振辐射随时间的演化，并首次在数据中发现了连接黑洞环状结构与喷流底部的延伸辐射的迹象 [1] - 这一成果为理解黑洞周围极端环境下的物理过程提供了新视角，并于16日在国际学术期刊《天文学与天体物理学》发表 [1] - M87星系距地球约5500万光年，其中心黑洞质量是太阳的60亿倍以上 [1] 观测数据与时间演化 - 研究对比了分别拍摄于2017年、2018年和2021年的观测数据，在揭示黑洞磁场时变方面取得了新的重要进展 [1] - 2017年至2021年间，偏振方向发生翻转：2017年磁场呈一方向螺旋，2018年相对稳定，而到2021年则完全反转 [2] - 这种偏振旋转方向的明显变化可能源于内部磁结构与外部效应的共同作用 [2] 物理机制与环境 - 偏振的演化反映出黑洞周围的湍动不止的环境，其中磁场在物质如何落入黑洞以及如何向外释放能量方面发挥着关键作用 [2] - 像M87这样超大能量的喷流对星系演化至关重要，可调节恒星形成、分配宇宙能量，是研究极端物理的“天然实验室” [2] 技术升级与观测能力 - 事件视界望远镜合作组新增美国基特峰望远镜、法国NOEMA阵列，并优化了格陵兰等望远镜性能，使灵敏度显著提升 [2] - 借助升级后的观测系统，科学家首次成功约束了M87星系黑洞相对论喷流底部的辐射方向，这类喷流正以接近光速的速度远离黑洞 [2] 研究意义与未来展望 - 此次最新发现为研究宇宙极端现象的形成机制提供了至关重要的一块拼图 [2] - 随着事件视界望远镜持续提升其观测能力，这些新成果揭示了M87星系黑洞周围的动态环境并深化了科学家对黑洞物理性质的认知 [2]