银河系中心超大质量黑洞周围的区域受引力控制,但这并不是唯一的作用力。根据美国宇航局机载望远镜,平流层红外天文台SOFIA的最新研究磁场强度可能足以控制物质绕黑运动。

这项研究本周在美国天文学会的一次会议上公布,它可能有助于解答长期以来的谜团:为什么我们的黑洞相对于其他黑洞来说比较安静,为什么我们星系核心的新恒星的形成速度低于预期。

使用其最新的红外仪器研究与磁场线垂直排列的天体尘埃粒子,SOFIA能够绘制出银河系中心的详细地图,展示黑洞周围这些看不见的磁场的行为。

银河系中心区域的合成图像,即人马座A。SOFIA发现以流线显示的磁场强度足以控制黑洞周围的物质移动,即使存在巨大的引力。这可以帮助回答有关银河系中心区域的长期的基本问题:为什么恒星形成率显着低于预期,以及为什么我们的星系的黑洞比其他星系更安静。SOFIA的数据显示为绿色(37微米)和深蓝色(25和53微米)。浅蓝色部分来自赫歇尔太空天文台(70微米),灰色部分来自哈勃太空望远镜
影像来源:NASA/SOFIA/L. Proudfit; ESA/Herschel; Hubble Space Telescope

“我们星系的黑洞的某些方面我们无法单靠引力来解释,” SOFIA高级科学顾问兼大学太空研究协会理事长Joan Schmelz说。“磁场可能有助于解决这些谜团。”

科学家们经常依靠引力来解释他们的结果,因为测量天体磁场是极具挑战性的。但是来自SOFIA的数据现在迫使科学家们考虑它们的作用。磁场控制着太阳大气中的等离子体,称为日冕,因为磁场产生的压力大于热产生的压力。在太阳的日冕中,磁压的支配产生剧烈的循环和强大的耀斑。研究小组正在使用SOFIA的数据来研究由银河系中心的磁场产生的压力。他们发现,磁压大于该区域中气体产生的热压,因此可能足以像太阳日冕一样控制物质。

我们需要更多的研究来了解磁场在银河系中心的作用,以及这些强大的力量是如何与引力相适应。然而,这些初步的结果可以增强我们对至少两个长期存在的基本问题的了解,即银河系中心区域的恒星形成和黑洞活动。尽管有足够的原料来形成恒星,但恒星的形成率明显低于预期。此外,与许多其他星系中心的黑洞相比,我们的黑洞相对安静。强磁场可以同时解释这两种情况——它可以阻止黑洞吞噬形成喷流所需的物质,还可以抑制恒星的诞生。

要研究银河系遥远及更远地区的磁场,需要使用SOFIA之类的望远镜进行远程观测。SOFIA在海拔45,000英尺的高度飞行,高于99%的地球蒸气,能够捕获红外宇宙的独特景象,每次飞行后着陆时都可以用最新技术进行升级。为了获得这一结果,SOFIA使用了高分辨率的机载宽带摄像plus (HAWC+)仪器来研究磁场。该仪器由美国宇航局喷气推进实验室(位于加州帕萨迪纳市)制造。

“这些数据提供了我们星系中心黑洞周围磁场的最详细的观察,”这篇论文的合著者、宾夕法尼亚州维拉诺瓦大学的David Chuss说。HAWC+仪器的分辨率提高了10倍,灵敏度也提高了,这是革命性的进步。

SOFIA,平流层红外天文台,是一架波音747SP喷气客机,改装后可搭载直径为106英寸的望远镜。这是NASA和德国航空航天中心(DLR)的联合项目。NASA位于加利福尼亚州硅谷的Ames研究中心与总部位于马里兰州哥伦比亚市的大学空间研究协会以及斯图加特大学的德国SOFIA研究所(DSI)合作管理SOFIA计划,科学和任务运营。该飞机由位于美国加利福尼亚州帕姆代尔的NASA阿姆斯特朗飞行研究中心703号大楼进行维护和操作。

参考来源:

https://www.nasa.gov/feature/magnetic-fields-force-new-perspective-on-the-center-of-our-milky-way-galaxy

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