科学家发现磁场可能是黑洞两个极端的关键钥匙!吞噬或者挨饿!

科学家在观测星系时,发现准直射流,这意味着该群星系中心必然存在一个超大质量黑洞。但是科学家在这些类似的星系又发现了一些奇怪的现象,其中一些黑洞似乎是活跃的,吞噬周围的物质,以超高速喷射,而另一些则是静止的,甚至是休眠的。为什么一些黑洞在大吃大喝而另一些却在挨饿?这引起了科学家的极大兴趣!

结果,来自平流层红外天文观测站(SOFIA)的最新观测为这个问题提供了线索:磁场。

这是艺术家描绘的天鹅座A核心的插图,展示了尘埃云形状的场景,以及从中心发射的直流,磁场将尘埃云困在里面。(索非亚是一架波音747SP客机,经过改装后可以携带106英寸直径的望远镜。SOFIA的新仪器,高分辨率机载宽频带相机(HAWC+),对排列整齐的尘埃颗粒的红外辐射特别敏感。这已经被证明是研究磁场和测试统一模型的一个基本预测的强大技术:尘埃环在活动星系现象中的作用。)

而索非亚的数据表明,这些磁场可以帮助隐藏在星系核心的黑洞提供能量,方法是限制环面上的尘埃,并使其足够靠近,以便被饥饿的黑洞吞噬。比如磁场在活动星系天鹅座A的中心附近捕捉和限制尘埃,并将物质送入其中心的超大质量黑洞。

结果也确实如此,像天鹅座A这样的活跃星系和不太活跃的同类星系,比如我们的银河系,之间的一个根本区别可能在于黑洞周围是否存在强磁场。

虽然天体磁场是出了名的难以观测,但天文学家已经使用偏振光——散射产生的可见光和加速电子产生的射电光——来研究星系中的磁场。但是光波长太短,而射电波长太长,无法直接观察环面。索非亚观测到的红外波长恰到好处,这使得科学家们第一次能够锁定并分离出尘土飞扬的环面。

科学家对此发现感到非常兴奋,因为他认为全新的东西是非常神秘的,这些来自HAWC+的观察结果是独一无二的,它们向我们展示了红外偏振如何有助于星系的研究。

两张天鹅座相互重叠的图像显示了银河系的射流放射出的无线电辐射(红色部分)。静止的星系,像我们自己的银河系,没有这样的喷射,这可能与磁场有关。黄色图像显示了背景恒星和星系中心在可见光下被尘埃覆盖。SOFIA观察到的区域在中心的小红点里面。

天鹅座A是了解磁场在限制尘埃环面和引导物质进入超大质量黑洞方面所起作用的最佳地点,因为它是最近、最强大的活动星系。最近用HAWC+对天鹅座A核心的观测显示,红外辐射主要由排列良好的尘埃结构控制。将这些结果与赫歇尔空间天文台的档案数据哈勃太空望远镜研究数据相结合研究小组发现这种强大的活跃星系其标志性的大规模喷流,能够限制使用强磁场将暗环面“喂食”给超大质量黑洞。

科学家称,为了全面了解磁场如何影响超大质量黑洞周围环境的演化,需要对不同类型的星系进行更多的观测。而HAWC+揭示了来自活动星系中心而不是静止星系的高偏振红外发射,它将支持磁场调节黑洞供给的观点,并增强天文学家对活动星系统一模型的信心,这是非常有意义的研究,并且将一直会持续下去。

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