2019年，天文学家捕获了首张黑洞照片，震撼世界。这张由事件视界望远镜合作组（EHT）观测到的巨型星系Messier 87（M87）中的黑洞阴影图像，为天文学研究带来了丰富的信息。近日，舒菁团队联合国内外研究团队，利用偏振图像的变化，对一种被称为轴子的新粒子和可见光子之间的耦合给出了一个新的约束。相关成果日前发表于《自然—天文》。
2019年，结合地球各地望远镜的观测结果，EHT公布了一张分辨率极高的超大质量黑洞M87的照片。这些发现和照片给出了黑洞的最直接证据，并揭示了M87外的磁场。更重要的是，黑洞的发现为众多天体物理和基础物理问题提供了全新的研究手段。论文通讯作者舒菁告诉《中国科学报》，当考虑量子力学中的波粒二象性后，人们可以用旋转黑洞外的波代替石头。舒菁说。轴子驱动“跳舞”。
舒菁团队与合作者在《物理评论快报》发文，指出EHT的偏振数据有望探索超轻质量轴子暗物质的存在，从而对粒子物理领域产生深刻的影响。事实上，在超越粒子物理学标准模型预言的各种极轻粒子中，轴子是最重要的候选者之一。超大质量黑洞是探索黑洞附近轴子的一把“利器”。
论文作者之一、理论物理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”的方向形成一种特殊的“舞步”。舒菁表示，利用裱花图样4天变化的不同情况，研究人员可以使轴子和光子之间的耦合到达以前未曾探索的区域。陈一帆说，未来，通过更详细的数据，特别是更多连续时间观测和更高的空间分辨率，可以探测到更大的参数空间。
舒菁表示，这是第一次从理论上提出用黑洞事件视界望远镜探测轴子这一超轻新粒子，并进行了实际观测，是一项理论与实验结合得非常密切的研究。