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2024-04-16 08:18

银河系黑洞的新图像揭示了一个旋转的磁场

这是银河系中心的超大质量黑洞,我们以前从未见过它。这张照片显示了人马座A* (Sgr A*)周围的旋转磁场,并暗示它可能正在产生一股高能物质的射流,这是天文学家尚未看到的。

这张照片是由世界各地的天文台网络拍摄的,这些天文台作为一个单一的巨型望远镜运行,称为事件视界望远镜(EHT)。2022年,它拍摄了人马座A*的第一张图像,揭示了来自旋转的热等离子体的光,这些等离子体与黑洞视界的黑暗背景相映照,在黑洞视界,光无法逃脱其极端的引力。

现在,伦敦大学学院的EHT研究员Ziri Younsi和他的同事们已经测量了这种光的偏振方式,或者它的电磁场的方向,显示了人马座A*周围磁场的方向和强度。

该图像与EHT研究的第一个黑洞M87*的磁场非常相似。Younsi说,考虑到M87*的质量大约是Sgr A*的1500倍,这表明超大质量黑洞可能具有相似的结构,而不管它们的大小如何。

M87*和我们银河系的黑洞之间的一个主要区别是,从人马座A*中看不到可见的高能喷流。这种缺失长期以来一直困扰着天文学家,但Sgr A*具有与M87*类似的磁场这一事实表明,我们银河系的黑洞中也可能存在喷流。

扬斯说:“这是一个非常令人兴奋的线索,表明可能存在一些额外的结构。”“银河系中心可能正在发生一些非常令人兴奋的事情,我认为我们需要对这些结果进行跟进。”

考虑到我们看到的其他证据表明,在银河系历史上可能很久以前就存在着一种喷流,比如费米气泡,即银河系上下产生x射线的大型等离子体球体,这是有道理的。

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扬西说,除了揭示潜在的隐藏喷流外,磁场的特性还可以帮助解决其他天体物理之谜,比如宇宙射线和中微子等粒子是如何被加速到极高能量的。“磁场是这一切的基石。任何能让我们更深入地了解黑洞和磁场如何相互作用的东西,对天体物理学都是至关重要的。”

扬斯和他的同事们希望用更大的望远镜网络和更先进的设备拍摄更多的人马座A*的照片,这将提高他们对磁场本质和它如何产生喷流的理解。EHT将于4月开始这些观测,尽管数据可能需要几年的时间来处理。

英国达勒姆大学的克里斯汀·多恩说,能够如此详细地看到超大质量黑洞的磁场是非常罕见的。“磁场是天体物理学中的一种东西,有点像说牙仙子来了。”至于M87*和射手座A*之间的相似之处,她说,也许对它们进行更详细的观察可以揭示出在我们现在可以看到的分辨率下不那么明显的差异。

参考文献:天体物理学报通讯,DOI: 10.3847/2041-8213/ad2df0和DOI: 10.3847/2041-8213/ad2df1