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【資料圖】

超大質(zhì)量黑洞存在于大多數(shù)星系的中心，我們的銀河系也不例外。但是許多其他星系都有高度活躍的黑洞，這意味著很多物質(zhì)落入其中，在這種“喂食”過程中會發(fā)出高能輻射。另一方面，銀河系的中央黑洞相對安靜。來自美國宇航局紅外天文學(xué)平流層觀測站SOFIA的新觀測結(jié)果正在幫助科學(xué)家們了解有源和安靜黑洞之間的差異。

這些結(jié)果給出了關(guān)于銀河系中心強(qiáng)磁場的前所未有的信息。科學(xué)家使用SOFIA的最新儀器，即高分辨率機(jī)載寬帶相機(jī)，HAWC +來進(jìn)行這些測量。

磁場是影響帶電粒子路徑的不可見力，并對整個宇宙中物質(zhì)的運(yùn)動和演化產(chǎn)生重大影響。但磁場不能直接成像，因此它們的作用尚不清楚。HAWC +儀器檢測天體塵埃粒子發(fā)出的偏振遠(yuǎn)紅外線，這是人眼看不到的。這些晶粒垂直于磁場排列。根據(jù)SOFIA的結(jié)果，天文學(xué)家可以繪制形狀并推斷出其他不可見磁場的強(qiáng)度，從而有助于可視化這種自然的基本力量。

“這是我們真正能夠看到磁場和星際物質(zhì)如何相互作用的第一個實例之一，”加州硅谷NASA艾姆斯研究中心大學(xué)空間研究中心天體物理學(xué)家Joan Schmelz指出，他是合著者。一篇描述觀察結(jié)果的論文?！癏AWC +是一個改變游戲規(guī)則的人。”

來自SOFIA的先前觀察顯示，在銀河系的黑洞軌道上傾斜的氣體和塵埃環(huán)，稱為射手座A *(發(fā)音為“射手座A-星”)。但是新的HAWC +數(shù)據(jù)提供了該區(qū)域磁場的獨特視圖，這似乎可追溯該地區(qū)過去10萬年的歷史。

這些SOFIA磁場觀測的詳細(xì)信息在2019年6月的美國天文學(xué)會會議上公布，并將提交給天體物理學(xué)雜志。

黑洞的引力主導(dǎo)著銀河系中心的動力學(xué)，但磁場的作用一直是個謎。用HAWC +進(jìn)行的新觀察表明，磁場強(qiáng)度足以約束氣體的湍流運(yùn)動。如果磁場引導(dǎo)氣體使其流入黑洞本身，則黑洞活躍，因為它正在吃大量的氣體。然而，如果磁場引導(dǎo)氣體使其流入圍繞黑洞的軌道，則黑洞是安靜的，因為它不會吸收任何否則最終會形成新恒星的氣體。

研究人員將來自SOFIA攝像機(jī)的中紅外圖像與新的流線相結(jié)合，可以顯示磁場的方向。藍(lán)色y形結(jié)構(gòu)(見圖)是朝向黑洞落下的溫暖材料，其位于y形的兩個臂相交的位置附近。在圖像上分層磁場結(jié)構(gòu)表明磁場遵循塵埃結(jié)構(gòu)的形狀。每個藍(lán)色臂都有自己的場分量，與環(huán)的其余部分完全不同，以粉色顯示。但是也有一些地方可以遠(yuǎn)離主要的灰塵結(jié)構(gòu)，例如環(huán)的頂部和底部端點。

“磁場的螺旋形狀將氣體引導(dǎo)到黑洞周圍的軌道上，”美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室的科學(xué)家達(dá)倫·道威爾說，他是HAWC +儀器的首席研究員，也是該研究的主要作者?！斑@可以解釋為什么我們的黑洞很安靜，而其他黑洞則很活躍?！?/p>

新的SOFIA和HAWC +觀測有助于確定超大質(zhì)量黑洞的極端環(huán)境中的物質(zhì)如何與其相互作用，包括解決為什么銀河系中心黑洞相對微弱而其他星系中的黑洞如此明亮的長期問題。