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中央研究院天文及天文物理研究所研究成果發表，日期：2025年9月16日
事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope，簡稱EHT）國際合作團隊公布了M87星系中心超大質量黑洞的最新精細影像，顯示黑洞周圍是一個充滿變化的動態環境，光的偏振方向隨時間不斷改變。此外，研究團隊也首次在EHT的230 GHz波段資料中，偵測到噴流根部與黑洞周圍亮環相連的輻射訊號。成果於今（16）日發表在國際期刊《天文與天文物理》（Astronomy & Astrophysics），為了解黑洞附近的極端物理環境中，物質與能量的行為提供新線索。
事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope，簡稱EHT）國際合作團隊公布了M87星系中心超大質量黑洞的最新精細影像，顯示黑洞周圍是一個充滿變化的動態環境，光的偏振方向隨時間不斷改變。此外，研究團隊也首次在EHT的230 GHz波段資料中，偵測到噴流根部與黑洞周圍亮環相連的輻射訊號。成果於今（16）日發表在國際期刊《天文與天文物理》（Astronomy & Astrophysics），為了解黑洞附近的極端物理環境中，物質與能量的行為提供新線索。
距離地球約5,500萬光年的橢圓星系M87，中央潛藏著質量超過太陽60億倍的超大質量黑洞。EHT是一個由全球多座電波望遠鏡組成、形成如同地球大小的觀測網。2019年，EHT首度公布M87中心的「黑洞陰影」影像；2021年，更揭示了M87黑洞周圍的偏振訊號。如今，科學家比較2017、2018與2021年的觀測資料，進一步揭開黑洞附近磁場隨時間演變的樣貌。
本研究共同主持人、哈佛—史密松天文物理中心天文學家Paul Tiede表示：「令人驚訝的是，黑洞周圍亮環的大小多年來保持一致，驗證了愛因斯坦廣義相對論的預測；但偏振的樣式卻大幅改變！這意味著事件視界附近的磁化電漿不是靜止的，而是非常動態且複雜，讓我們的理論模型面臨挑戰。」
另一位共同主持人、荷蘭Radbopund大學助理教授Michael Janssen補充：「EHT持續進步，每年都有新的望遠鏡加入、更精密的儀器、新的科學問題與演算法，這些努力融合在一起，讓我們能不斷獲得新發現，也帶來更多待解的謎團。」
研究顯示，從2017到2021年間，黑洞周圍的偏振方向發生了「翻轉」：2017年磁場呈現一種螺旋方向，2018年逐漸穩定，而到了2021年則完全反轉，呈現相反方向的螺旋。這種變化可能受到黑洞內部磁場結構與外部效應（例如來自前景電漿的法拉第旋轉）的共同影響。累積的觀測結果顯示，黑洞附近是一個持續演化、動盪的環境，磁場在其中主導了物質如何落入黑洞，以及能量如何向外噴發。
韓國慶熙大學助理教授、也是中研院天文所訪問學者的朴鍾浩強調：「偏振方向從2017到2021年的翻轉完全出乎意料，這挑戰了我們的理論，也顯示我們對事件視界附近仍有許多未知。」
中研院天文所GLT/VLBI計畫科學家黃智威提到：「儘管全球新冠疫情還在肆虐，2021年的EHT觀測仍照表定進行。 EHT陣列中的許多望遠鏡都在組織協力上面臨困難，對於地處偏遠的格陵蘭望遠鏡（GLT）來說更是挑戰。我們利用望遠鏡仍在研發中的遠端操作功能，成功完成了任務，而後所建立的遠端操作程序顯著改善了望遠鏡操作的管理和調度。」
值得一題的是，2021年的EHT觀測中新增了兩座望遠鏡——位於美國亞利桑那州的Kitt Peak，以及法國的NOEMA——大幅提升了整個陣列的靈敏度與影像清晰度。這使科學家得以首次透過EHT觀測，限制M87相對論性噴流根部的輻射方向。這股噴流是由黑洞附近噴射出的狹窄高能粒子束，速度接近光速。同時，中研院天文所主導及支援的GLT與馬克斯威望遠鏡（JCMT）的升級，也讓2021年的資料品質更上一層樓。
加拿大理論天體物理研究所Humboldt Feodor Lyne學者暨德國Max Planck電波天文研究所博士後研究員、負責此計畫校準工作的Sebastiano D. von Fellenberg認為：「更精確的校準帶來了驚人的資料品質提升與陣列效能進步，新的短基線——例如NOEMA與IRAM 30米望遠鏡，以及Kitt Peak與SMT之間——讓我們首次能對微弱的噴流根部輻射加以限制。這種靈敏度的飛躍，也讓我們更有能力偵測到細微的偏振訊號。」
像M87這樣的噴流，在星系演化中扮演關鍵角色，不僅能調控恆星的形成，也能在極大尺度上輸送能量。M87強大的噴流橫跨整個電磁波頻譜，包括伽瑪射線與中微子，成為研究這些宇宙現象如何誕生與被驅動的獨特實驗室。此次的新發現，正是解開其中謎題的重要一環。
那不勒斯大學天文學教授、EHT計畫科學家Mariafelicia De Laurentis重申：「這些成果展現出EHT正逐步發展成一個成熟的科學觀測站，不僅能提供前所未有的影像，更能建立起對黑洞物理持續且有系統的理解。每一次新的觀測行動，都讓我們的視野更開闊，從電漿與磁場的動態，到黑洞在宇宙演化中的角色，EHT都在不斷推進我們的認識，是非凡科學潛力的具體展現。」
隨著事件視界望遠鏡合作計畫持續擴展觀測能力，這些最新成果正逐步揭開M87黑洞周圍動態環境的面紗，讓科學家對黑洞物理更加了解。
事件視界望遠鏡（EHT）合作團隊公布的新影像，揭示了M87超大質量黑洞周圍磁場是一個不斷變化的動態環境，其偏振結構隨時間呈現不同樣貌。影像顯示，M87黑洞的磁場在2017年呈現一種螺旋方向，2018年趨於穩定，而到2021年則反轉為相反方向。這些累積的偏振變化顯示，M87黑洞與其周圍環境始終持續演化中。影像來源：EHT團隊
補充資料：
EHT有來自非洲、亞洲、歐洲、和美洲400餘位研究學者參與。 這項國際合作致力於構建一座相當於地球大小的虛擬望遠鏡，藉以獲取史上細節最詳盡的黑洞影像。EHT 在各國大量資金支持下，用新穎系統串連現有望遠鏡，創造了一種具備前所未有之高角解析力的新型天文儀器。
參與 EHT 計畫的望遠鏡是：ALMA、APEX、IRAM 30米望遠鏡、IRAM NOEMA天文台、馬克斯威望遠鏡 (JCMT)、大型毫米波望遠鏡 (LMT)、次毫米波陣列望遠鏡 (SMA)、次毫米波望遠鏡 (SMT)、南極望遠鏡 (SPT)、基特峰望遠鏡和格陵蘭望遠鏡 (GLT)。資料在馬克斯普朗克電波天文研究所（MPIfR）和麻省理工學院海斯塔克天文台進行相關處理，後續資料處理由國際團隊合作完成。
EHT聯盟由13個主要機構組成：中央研究院天文及天文物理研究所、亞利桑那大學、芝加哥大學、東亞天文台、法蘭克福歌德大學、電波天文毫米波研究所、大型毫米望遠鏡、馬克斯普朗克電波天文研究所、麻省理工學院海斯塔克天文台、日本國立天文台、圓周理論物理研究所、拉堡德大學和史密松天文台。
論文發表於：The Event Horizon Telescope Collaboration, Horizon-scale variability of from 2017--2021 EHT observations, Astronomy & Astrophysics, September 16, 2025
媒體聯絡：
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黃智威 博士，中央研究院天文及天文物理研究所
(02) 2366-5425，cwhuang@asiaa.sinica.edu.tw
周美吟 博士，中央研究院天文及天文物理研究所
(02) 2366-5415，cmy@asiaa.sinica.edu.tw
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