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。
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。两年后，EHT更新了一张照片，在原有基础上展示了更精细的结构——表示线偏振方向的纹理线，黑洞在线偏振光下的图像犹如裱花图样，被称为“甜甜圈”的裱花版。
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。比如，黑洞的直接成像可用作极轻粒子的“探针”。
当最重天体与可能最轻的轴子结合时，会发生奇妙的现象。即轻质量的轴子在黑洞附近会形成一片云，和黑洞组成引力原子系统。附着在黑洞视界周围的轴子云，在不断抽取黑洞自转能的过程中，将达到非常高的密度，远超过太阳系附近的暗物质气体。
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，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。审稿人认为，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。