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天文学家首次发现:靠磁场“进食”的黑洞

时间:2018-10-30 08:56来源:蝌蚪五线谱 作者:未知
  黑洞是一个稠密的空间区域,引力大到连光也无法从其视界逃脱。...
  黑洞是一个稠密的空间区域,引力大到连光也无法从其视界逃脱。
  它们与磁场有着奇怪的联系,我们已知有很多黑洞都被磁场包围着,但是磁场强度变化很大,我们也不确定这究竟是如何形成的。
  近日,一项新的研究成果为这个谜团的拼图又填上了一块。天文学家第一次观察到,有个超大质量黑洞周围的磁场起着主动摄食的作用。
  天鹅座A是在6亿光年外的一个活跃星系,也是最亮的射电源之一。在它的中心,证据显示磁场围困住物质,帮着超大质量黑洞吃进去。
  这或许能帮助科学家弄清楚,为什么有的星系核非常活跃,会从极地喷出巨大的平行射流;但其它的星系核,如银河系的人马座A*就只是间歇性活跃,再其它时间似乎则是完全休眠。
  根据统一模型,活跃星系核、即活跃在星系中心的一个超大质量黑洞,会被落在黑洞中的物质的吸积盘包围。
  吸积盘外是由进入吸积盘的尘埃和气体组成的环面,有点像甜甜圈。
  这种结构如何形成的,为什么它会停在那里,目前还不清楚,但是对天鹅座的观测表明,磁场在塑造这种环面并维持它的位置。
  插图显示磁场如何包围环面。图:NASA/SOFIA/Lynette Cook
  一般情况下,在光学和无线电波长上很难观察到这些结构,但是有种新仪器对定向尘埃颗粒的红外发射特别敏感。
  用NASA平流层红外天文台(SOFIA)的高分辨率机载宽频带摄像头HAWC+,天文学家能够单独对焦并观察天鹅座中心的环面。
  来自SOFIA科学中心的天文学家Enrique Lopez Rodriguez表示:“发现新事物总是令人兴奋的。”
  “这些来自HAWC+的观测是独一无二的,它向我们展示了红外偏振对星系研究的重要性。”
  而另一个问题,黑洞的射流是如何形成的,目前尚不完全清楚。
  但我们知道,它不是起源于事件视界之外,因为在那里没有电磁辐射能逃得了。
  人们普遍认为,来自吸积盘内缘的物质沿着围绕在黑洞外侧的磁场线移动,然后以接近光速的速度从极点喷出。
  但最近一项研究却发现,被称为V404 CygNi的黑洞的磁场比预期弱得多,尽管它具有强射流。这意味着与黑洞相互作用的磁场可能不需要我们预期中的那样强大,或者是还存在其它一些机制在发挥作用。
  无论哪种,未来的观测都能帮助进一步揭示这些复杂的动态,以及磁场如何影响超质量黑洞周围的极端环境。
  “我们假设,如果HAWC+揭示的是来自活跃星系中心而非静止星系的高偏振红外发射,那么磁场调节黑洞摄食这一观点就又添上了一个证据,同时也会增强天文学家对活跃星系统一模型的信心。”

图:M.Weiss/Center for Astrophysics


(责任编辑:张雪)

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