銀河系中心黑洞周圍發現螺旋狀強大磁場

【2024年03月28日訊】(記者李言綜合報導)天文學家週三(3月27日)宣布,他們在銀河系超大質量黑洞周圍探測到了一個以螺旋模式有規律扭曲的強大磁場,揭示了這個潛伏在銀河系中心的強大天體以前不為人知的特性。

研究人員說,名為人馬座A*(或Sgr A*)的黑洞邊緣發出的磁場結構與迄今為止唯一拍攝到的另外一個黑洞周圍的磁場結構非常相似,後者是位於附近一個名為梅西耶87(Messier 87,或M87)星系中心的一個更大的黑洞。他們補充說,這表明這種強大磁場可能是黑洞的共同特徵。

研究人員表示,M87黑洞周圍的磁場(稱為M87*)使其能夠向太空發射強大的物質噴流。這表明雖然迄今為止尚未在Sgr A*周圍檢測到此類噴流,但它們可能存在,並且可能在不久的將來被觀測到。

「預測到一個強大噴射流」

Sgr A*的影像於2017年被首次拍攝到。它的質量是太陽的400萬倍,距離地球約26,000光年(光一年傳播的距離,即5.9兆英里,9.5兆公里)。

研究人員發布的新圖像首次用偏振光顯示了Sgr A*周圍的環境——一個螺旋狀的磁場結構。偏振光來自圍繞磁場線旋轉的亞原子粒子——電子。(點擊這裡觀看相關圖片

哈佛-史密森天文物理中心的天文學家薩拉‧伊薩恩(Sara Issaoun)說:「一直以來,我們一直相信磁場在黑洞如何以強大的射流吞噬和噴射物質方面發揮著關鍵作用。」

伊薩恩補充說:「這張新圖像以及在更大、更強的M87*黑洞中看到的驚人相似的偏振結構表明,強大且有序的磁場對於黑洞如何與周圍的氣體和物質相互作用至關重要。」

黑洞是密度極高的物體,其引力之強甚至連光都無法逃脫,因此觀察黑洞極具挑戰性。

「磁場似乎被組織成螺旋狀,類似於M87*。這種磁場幾何形狀意味著黑洞可以產生非常高效的噴射,射向星系。」另一位研究人員、天文物理中心天文學家安吉洛‧里卡爾特(Angelo Ricarte)說。

M87黑洞的質量是太陽的60億倍,位於一個巨大的橢圓星系中心。它噴射出一股強大的等離子體噴流。這種氣體非常熱,以至於其部分或全部原子分裂成亞原子粒子電子和離子,在所有波長下都可見。

研究人員表示,越來越多的證據表明,Sgr A*發出一股噴射流。

「我們真正興奮的一件事就是預測到了一個強大的噴射流。」里卡爾特說,「隨著我們的儀器在未來幾年不斷改進,如果它存在的話,我們應該能夠從數據中找到。」

「更深入了解黑洞」

與先前的Sgr A*和M87黑洞影像一樣,Sgr A*磁場新影像是通過事件視界望遠鏡(EHT)國際科學合作組織的全球天文台網絡拍攝的。EHT將地球上現有的八個射電天文台連接在一起,形成了一個地球大小的虛擬望遠鏡,旨在共同觀測與黑洞有關的射電源。

EHT以「事件視界」命名。黑洞的事件視界是一個不歸點,超過這個點,任何東西——恆星、行星、氣體、塵埃和所有形式的電磁輻射,都會被湮沒。

伊薩恩說:「通過對黑洞附近熾熱發光氣體的偏振光成像,我們可以直接推斷出黑洞所吞噬和噴射的氣體和物質流的磁場結構及強度。」

光是一種振盪的電磁波,它能讓人看到物體。光有時會沿著特定方向振盪,稱為偏振光。

伊薩恩說,「與先前的研究結果相比,偏振光能讓我們更深入地了解天文物理學、氣體特性以及黑洞吞噬時發生的機制。」

該研究結果發表在《天文物理學雜誌通訊》(Astrophysical Journal Letters)。

(本文依據了路透社報導)

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