科学探索|黑洞的裱花“甜甜圈”会跳舞？科学家用新方法探测黑洞更大区域( 二 ) 黑洞的裱花“甜甜圈”会跳舞

论文作者之一、理论物理研究所博士后陈一帆解释，所谓“跳舞”是指，“裱花”版黑洞以一个特定的形式震荡，在时间上以一个固定的周期旋转，在空间上绕着甜甜圈的方向有一个特殊的舞步。“我们可以通过比较黑洞附近偏振的分布及其随时间的演化，来确认是否存在轴子引起的偏振角的‘跳舞’ 。”
在该研究中，EHT连续4天测量了在M87附近发射的辐射线性偏振，提供了4天的线性偏振方向的高分辨率图像，这正是研究人员探索轴子所需要的信息。
舒菁表示，利用裱花图样4天变化的不同情况，我们可以使轴子和光子之间的耦合突破到以前未曾探索的区域。“‘跳舞’是我们预言的轴子如果存在的信号形式，如果没有看到‘跳舞’的形式，可以限制轴子的参数区间，比过去的限制都要强。”
期待更多数据探测更多奥秘
“为了降低吸积流的湍流变化的不确定度，我们引入了一种新的分析策略，将两个连续天之间的差异作为观测量来限制轴子引起的线偏振方向变化。”陈一帆说，未来，通过提供更详细的数据，特别是更多连续时间观测和更好的空间分辨率，可以探测到更大的参数空间。
舒菁表示，这是第一次理论提出黑洞事件视界望远镜探测轴子这一超轻新粒子，并与合作者进行了实际观测，是一项理论与实验结合非常密切的研究。
【科学探索|黑洞的裱花“甜甜圈”会跳舞？科学家用新方法探测黑洞更大区域】“我非常乐意建议发表这篇论文。”审稿人给出高度评价，该研究对轴子—光子耦合常数的最终约束是迄今为止最严格的，比以前的界限高出1-2个数量级，这是对EHT数据的有力应用以解决当代粒子物理界感兴趣的问题。所采用的技术策略可以在未来EHT所观测的更高质量的M87数据，以及其他超大质量黑洞数据上。