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新发现:银河系中心黑洞边缘有螺旋状强磁场

2024年3月22日7:09 未解之谜网

    在这张由美国太空总署(NASA)提供的照片中,显示了位于银河系中心的超大质量黑洞人马座A*(Sgr A*)。它是由事件视界望远镜(EHT)于2017年捕捉到的。(NASA Via Getty Images)

    天文学家周三(3月27日)宣布,他们在银河系超大质量黑洞周围探测到了一个以螺旋模式有规律扭曲的强大磁场,揭示了这个潜伏在银河系中心的强大天体以前不为人知的特性。

    研究人员说,名为人马座A*(或Sgr A*)的黑洞边缘发出的磁场结构与迄今为止唯一拍摄到的另外一个黑洞周围的磁场结构非常相似,后者是位于附近一个名为梅西耶87(Messier 87,或M87)星系中心的一个更大的黑洞。他们补充说,这表明这种强大磁场可能是黑洞的共同特征。

    研究人员表示,M87黑洞周围的磁场(称为M87*)使其能够向太空发射强大的物质喷流。这表明虽然迄今为止尚未在Sgr A*周围检测到此类喷流,但它们可能存在,并且可能在不久的将来被观测到。

    “预测到一个强大喷射流”

    Sgr A*的影像于2017年被首次拍摄到。它的质量是太阳的400万倍,距离地球约26,000光年(光一年传播的距离,即5.9兆英里,9.5兆公里)。

    研究人员发布的新图像首次用偏振光显示了Sgr A*周围的环境——一个螺旋状的磁场结构。偏振光来自围绕磁场线旋转的亚原子粒子——电子。

    哈佛-史密森天文物理中心的天文学家萨拉‧伊萨恩(Sara Issaoun)说:“一直以来,我们一直相信磁场在黑洞如何以强大的射流吞噬和喷射物质方面发挥着关键作用。”

    伊萨恩补充说:“这张新图像以及在更大、更强的M87*黑洞中看到的惊人相似的偏振结构表明,强大且有序的磁场对于黑洞如何与周围的气体和物质相互作用至关重要。”

    黑洞是密度极高的物体,其引力之强甚至连光都无法逃脱,因此观察黑洞极具挑战性。

    “磁场似乎被组织成螺旋状,类似于M87*。这种磁场几何形状意味着黑洞可以产生非常高效的喷射,射向星系。”另一位研究人员、天文物理中心天文学家安吉洛‧里卡尔特(Angelo Ricarte)说。

    M87黑洞的质量是太阳的60亿倍,位于一个巨大的椭圆星系中心。它喷射出一股强大的等离子体喷流。这种气体非常热,以至于其部分或全部原子分裂成亚原子粒子电子和离子,在所有波长下都可见。

    研究人员表示,越来越多的证据表明,Sgr A*发出一股喷射流。

    “我们真正兴奋的一件事就是预测到了一个强大的喷射流。”里卡尔特说,“随着我们的仪器在未来几年不断改进,如果它存在的话,我们应该能够从数据中找到。”

    “更深入了解黑洞”

    与先前的Sgr A*和M87黑洞影像一样,Sgr A*磁场新影像是通过事件视界望远镜(EHT)国际科学合作组织的全球天文台网络拍摄的。EHT将地球上现有的八个射电天文台连接在一起,形成了一个地球大小的虚拟望远镜,旨在共同观测与黑洞有关的射电源。

    EHT以“事件视界”命名。黑洞的事件视界是一个不归点,超过这个点,任何东西——恒星、行星、气体、尘埃和所有形式的电磁辐射,都会被湮没。

    伊萨恩说:“通过对黑洞附近炽热发光气体的偏振光成像,我们可以直接推断出黑洞所吞噬和喷射的气体和物质流的磁场结构及强度。”

    光是一种振荡的电磁波,它能让人看到物体。光有时会沿着特定方向振荡,称为偏振光。

    伊萨恩说,“与先前的研究结果相比,偏振光能让我们更深入地了解天文物理学、气体特性以及黑洞吞噬时发生的机制。”

    该研究结果发表在《天文物理学杂志通讯》(Astrophysical Journal Letters)。

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