今热点:磁场帮助黑洞进入星系深处 比想象中更强大

来源:cnBeta

黑洞对其周围星系的潜在影响比我们想象的还要大,平流层红外天文台(SOFIA)提供了一种观察其影响的新方法。一个星系的中心区域,活跃的星系核(AGN)容纳了它的超大质量黑洞--根据它们产生的喷流的强度来分类,以接近光速将物质射走。

艺术家对天鹅座A的构想,它被尘埃和碎片的环形体所包围,并从其中心发射出喷气。图中的磁场将尘埃困在星系核心的超大质量黑洞附近。这项最初的研究促使人们对无线电响度和偏振进行了更大的比较,并被纳入了综合数据集。资料来源:NASA/SOFIA/Lynette Cook

由于射流在无线电波段上大部分是可见的,因此它们被描述为无线电响亮或无线电静默两种状态。


(资料图)

斯坦福大学卡夫里粒子天体物理学和宇宙学研究所的研究科学家、SOFIA新发现的主要作者恩里克-洛佩斯-罗德里格斯说:"我们看到一些AGN有非常强大的射电喷流,而一些没有,尽管所有AGN本质上是一样的--它们在中心都有一个超大质量的黑洞,并增加了质量。我们不明白为什么它们中的一些会如此强大,而另一些则不然。"

现在,利用SOFIA,Lopez-Rodriguez和他的团队发现,来自AGN的红外光的偏振也随着它们的无线电响度增加,为研究黑洞特征提供了一种新的方法。

SOFIA在一次试飞中打开望远镜门,翱翔在白雪覆盖的内华达山脉上空。SOFIA是一架改装的波音747SP飞机。SOFIA在2014年实现了全面的运行能力,并在2022年9月29日结束了它的最后一次科学飞行。资料来源:NASA/Jim Ross

在2018年SOFIA发现来自已知最强射电响度AGN天鹅座A的红外光高度偏振的激励下,研究人员利用SOFIA制定了一个后续观测计划,以确定红外偏振和射电响度之间是否有关系,如果有,那又是为什么?

研究人员总共观察了9个AGN的磁场,其中4个是射电响亮的,5个是射电安静的。

从SOFIA对光偏振的观测中,天文学家们可以推断出该区域的磁场结构。在Lopez-Rodriquez和他的团队研究的AGN样本中,这些偏振显示,在射电量大的星系核中有一个垂直于喷流的甜甜圈状磁场,沿着AGN的赤道。也只有射电量大的的星系核才有如此强大的环形磁场,这表明该磁场正在帮助向内传递能量,用来自宿主星系的物质喂养黑洞。喷流越强,磁场越强,系统中的能量就越多。

该小组对这一结果的强度感到惊讶。

洛佩兹-罗德里格斯说:"我们希望有这样的结果,但是我们没有想到会有这么强的关联性。这背后有太多我们不了解的物理学。"

尽管这些物体背后的很多科学知识仍未得到解释,但这一结果意味着黑洞对星系演化和喷流产生的潜在影响比天文学家之前意识到的要大不少。虽然天文学家通常认为引力是影响超大质量黑洞的唯一力量,但这项工作表明,磁场可以帮助弥合黑洞和其宿主星系中的物质之间的界面。在这些磁场的帮助下,黑洞不仅可以影响它们周围的物质,而且还可以在银河系内更大的距离上发挥作用。

SOFIA是美国宇航局和德国航天局的一个联合项目。德国航天局为这项任务提供了望远镜、预定的飞机维护和其他支持。美国宇航局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心与总部位于马里兰州哥伦比亚的大学空间研究协会和位于斯图加特大学的德国SOFIA研究所合作,管理SOFIA计划、科学和任务运作。该飞机由美国宇航局位于加州帕姆代尔的阿姆斯特朗飞行研究中心703大楼维护和运行。SOFIA在2014年实现了全面的运行能力,并在2022年9月29日结束了其最后一次科学飞行。

关键词: 美国国家航空航天局 加利福尼亚 斯坦福大学

推荐

直播更多》

关闭

资讯更多》

焦点