@ 2018.10.23 , 14:00

天文学家首次观测到一个使用磁场来吞噬物质的黑洞

这应该是我们这么久以来观测到的最碉堡的东西了。

黑洞是宇宙中一个神秘而又高密度的天体。其引力之强甚至连光都无法逃脱其束缚。

黑洞和磁场有着奇怪的联系,磁场也许更加神秘。我们知道磁场许多黑洞都有着磁场,但不同黑洞的磁场强度变化很大,并且我们并不确定它们是如何形成的,以及为什么形成的。现在多亏了一项新的研究,这个奇怪谜团的一块拼图终于被摆放到了它应该在的地方。天文学家第一次观测到一个超大质量黑洞周围的磁场在其主动吞噬物质中起到了作用。

在天鹅座A的中心,一个6亿光年之外的活跃星系,也是天空中最明亮的无线电源之一——天文学家们已经观测到了磁场捕获了进入超大质量黑洞的物质的证据。有点像一张宇宙中的网。

这可以帮助科学家弄清楚为什么一些星系的中央黑洞非常活跃,它们的极地区域喷射出巨大的直射电磁射流,而其他星系的中央黑洞——比如银河系自己的射手座A*——只是间歇性地活动,而其他星系中央黑洞看起来完全处于休眠状态。

根据计算机上的统一模型所推测,活跃的星系核心——也就是河系中心正在积极进食的超大质量黑洞——将被落入黑洞的物质所形成的吸积盘所环绕。黑洞外的吸积盘一般是一个圆盘或圆环状的结构,进入吸积盘的物质一般由尘埃和气体所构成。

这种结构是如何形成的,以及为什么会保留在那里,尚不清楚——但是天鹅座A的观测表明,磁场正在起作用,以形成环面并使之保持在原处。

艺术想象图——黑洞磁场帮助黑洞捕食物质

一般来说,这些结构在可见光波长和无线电波长下很难观测到,但是一种新的仪器对吸积盘的尘埃颗粒的红外辐射特别敏感。利用美国国家航空航天局(NASA)平流层红外天文台(SOFIA)上的高分辨率机载宽带相机(HAWC+),天文学家已经能够分离并观测到天鹅座A中心的吸积盘面。SOFIA科学中心和大学空间研究协会的天文学家恩里克·洛佩兹-罗德里格斯说:“发现一些全新的东西总是令人兴奋的。”“这些来自HAOC+的观测是独一无二的。它们向我们展示了红外线极化对星系研究的贡献。

黑洞的射流是如何形成的还不完全清楚。

我们知道一件事,黑洞磁场不是起源于事件视界之外,(电磁辐射也没有超越光速)没有电磁辐射可以逃脱黑洞的引力。

据认为,来自吸积盘内缘的物质再次沿着围绕黑洞外侧的磁场线以接近光的速度从黑洞两极射出。

然鹅最近的一项研究发现,编号V404 Cygni的黑洞所观测到的磁场强度远弱于预期强度,尽管他的射流强度很高——这意味着磁场与黑洞的交互作用于磁场本身的强弱并没有太大的关联,或者有什么其他的机制在其中起到作用。不管怎么说,未来的观测将有助于揭示这些复杂的动力学,以及磁场如何在超大质量黑洞周围的极端环境中被塑造出来。

“例如,如果HAWC+从活跃的星系中央黑洞而不是从休眠星系中央黑洞中观测到高度偏振的红外辐射” ,“那么它将支持磁场帮助黑洞进食并增强天文学家对活动星系统一模型的信心。” NASA指出。

该团队的研究已经发表在The Astrophysical Journal Letters.

本文译自 sciencealert ,由译者 利维坦 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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