超大质量黑洞存在于大多数星系中心，我们的银河系也不例外。但许多其他星系都有高度活跃的黑洞，这意味着许多物质正在落入黑洞，在这个“供给”过程中释放出高能辐射。另一方面，银河系中心的黑洞相对来说比较安静。来自美国国家航空航天局(NASA)索非亚平流层红外天文观测站(stratososphere Observatory for Infrared Astronomy)的新观测结果，正帮助科学家们了解活跃黑洞和安静黑洞之间的差异。
这些结果提供了关于银河系中心强磁场前所未有的信息。科学家们使用索菲亚最新的仪器，高分辨率机载宽带相机+，HAWC+来进行这些测量。磁场是一种无形的力量，它影响带电粒子的路径，并对宇宙中物质的运动和演化产生重大影响。但是磁场不能直接成像，所以人们对磁场的作用还不是很了解。
HAWC+仪器可以探测到天尘颗粒发出的偏振光，而天尘颗粒肉眼是看不见的。这些颗粒垂直于磁场，从索菲亚的结果中，天文学家可以绘制出形状。并推断出原本看不见的磁场的强度，帮助将这种基本的自然力形象化。
加州硅谷NASA艾姆斯研究中心(NASA Ames Research Center)大学空间研究中心天体物理学家琼·施梅尔兹(Joan Schmelz)说：这是我们能够真正看到磁场和星际物质如何相互作用的第一个例子之一，HAWC+改变了游戏规则。索非亚之前的观测显示，围绕银河系黑洞旋转的倾斜的气体和尘埃环，被称为人马座A*(念作“人马座A星”)。
但新的HAWC+数据提供了该区域磁场的独特视角，它似乎追溯了该地区过去10万年的历史。索菲亚磁场观测细节在2019年6月的美国天文学会会议上公布，并将提交给《天体物理学》期刊发布。黑洞引力支配着银河系中心的动力学，但磁场的作用一直是个谜。用HAWC+进行的新观测表明，磁场强度足以约束气体的湍流运动。如果磁场引导气体进入黑洞，那么黑洞就是活跃的，因为它消耗了大量气体。
然而，如果磁场引导气体进入黑洞周围轨道，那么黑洞是安静的，因为它没有吸收任何气体，否则最终会形成新的恒星。研究人员将索菲亚相机拍摄的中、远红外图像与能够显示磁场方向的新流线结合起来。蓝色y形结构(见图)是向黑洞下落的热物质，黑洞位于y形的两条臂交点附近。将磁场的结构叠加在图像上，可以看出磁场与尘埃结构的形状一致。每一个蓝色旋臂都有自己的场分量，与环的其他部分完全不同，用粉色表示。
但也有一些地方，电场偏离了主要的尘埃结构，如环的顶部和底部端点。NASA喷气推进实验室的科学家达伦·道尔(Darren Dowell)说：磁场螺旋形状将气体引导到黑洞周围的轨道上。这可以解释为什么我们银河系黑洞是安静的，而其他的是活跃的。新SOFIA和HAWC+观测结果有助于确定在超大质量黑洞极端环境中物质是如何与其相互作用，包括解决一个长期存在的问题：为什么银河系中心黑洞相对较暗，而其他星系的中心黑洞却如此明亮。
博科园｜研究/来自：NASA
发表于 2019-12-1 20:35
