北京時(shí)間 6 月 21 日消息，美國國家航空航天局(NASA)的科學(xué)家發(fā)現，在我們的銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞周?chē)?，存在一個(gè)能夠引導氣體粒子進(jìn)入黑洞周?chē)壍?，而不是進(jìn)入黑洞內部的磁場(chǎng)。長(cháng)期以來(lái)令天文學(xué)家困惑的一個(gè)問(wèn)題是，銀河系中心的黑洞比其他星系中心的黑洞更“安靜”，后者會(huì )在吞噬物質(zhì)的同時(shí)發(fā)出輻射。這項新發(fā)現為解決這一問(wèn)題提供了線(xiàn)索。

　　NASA 的研究人員利用安裝在飛行望遠鏡上的遠紅外光探測器繪制出了這片磁場(chǎng)，以進(jìn)一步探測銀河系中心黑洞周?chē)男请H塵埃運動(dòng)。和許多星系一樣，銀河系的中心也有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，研究人員將其命名為人馬座 a *(Sagittarius A*)。

　　大多數星系的超大質(zhì)量黑洞都很活躍，有大量的物質(zhì)落入黑洞內部，導致它們在吞噬過(guò)程中釋放出高能輻射。然而奇怪的是，位于銀河系中心的黑洞相對來(lái)說(shuō)顯得十分安靜。NASA 科學(xué)家對這一現象進(jìn)行了研究，發(fā)現人馬座A*周?chē)拇艌?chǎng)會(huì )將氣體引導到黑洞周?chē)能壍郎?，而不是直接進(jìn)入黑洞，從而阻止了黑洞“進(jìn)食”。

　　“螺旋形的磁場(chǎng)將氣體引導至黑洞周?chē)能壍郎希?rdquo;研究第一作者、NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗室的天體物理學(xué)家達倫·道爾(Darren Dowell)說(shuō)，“這可以解釋為什么我們的黑洞是安靜的，而其他黑洞是活躍的。”

　　磁場(chǎng)雖然看不見(jiàn)，但能夠影響帶電粒子的運動(dòng)，對物質(zhì)在宇宙中的運動(dòng)和進(jìn)化有著(zhù)重要的影響。然而，由于磁場(chǎng)無(wú)法直接成像，我們還不能很好地理解它們的確切作用。為了繪制出黑洞周?chē)艌?chǎng)的形狀和強度，研究人員需要研究它們對太空中漂浮的塵埃顆粒的影響，這些塵埃顆粒的排列與磁場(chǎng)垂直。

　　科學(xué)家還使用“同溫層紅外天文臺”(SOFIA)上的新型高分辨率機載寬帶相機(HAWC+)探測到，這些塵埃顆粒還會(huì )發(fā)出偏振光和遠紅外光。SOFIA 是一架改裝的波音 747 飛機，由 NASA 和德國航空航天中心(DLR)共同運營(yíng)，攜帶一臺反射望遠鏡。SOFIA 主要在大氣中大部分水蒸氣的上方飛行，因為水蒸氣的存在阻礙了一些紅外信號到達地面。

　　論文作者之一、NASA 艾姆斯研究中心的天體物理學(xué)家施梅爾茲(Joan Schmelz)表示，這是我們第一次真正看到磁場(chǎng)和星際物質(zhì)如何相互作用。她還指出，HAWC+ 在這項研究中具有至關(guān)重要的作用。

　　這項研究的完整結果已經(jīng)在 2019 年 6 月的美國天文學(xué)會(huì )年會(huì )上公布，并將在《天體物理學(xué)雜志》( Astrophysical Journal)上發(fā)表。

　　超大質(zhì)量黑洞人馬座A*

　　人馬座A*是銀河系的中心的一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，也是離我們最近的超大質(zhì)量黑洞，被認為是研究黑洞物理的最佳目標。超大質(zhì)量黑洞是星系中心密度極高的區域，其質(zhì)量可能是太陽(yáng)質(zhì)量的數十萬(wàn)倍到數十億倍。作為強大的引力源，超大質(zhì)量黑洞不斷吸收著(zhù)周?chē)膲m埃和氣體。

　　物理學(xué)家卡爾·央斯基(Karl Jansky)于 1931 年首次提出了銀河系中心存在黑洞的證據，當時(shí)他發(fā)現了來(lái)自該區域的無(wú)線(xiàn)電波。人馬座A*的質(zhì)量相當于四百萬(wàn)顆太陽(yáng)，距離地球只有 26000 光年，是宇宙中為數不多我們可以觀(guān)測到附近物質(zhì)流動(dòng)的黑洞之一。

　　在最初受人馬座A*黑洞引力影響的物質(zhì)中，只有不到1% 到達了事件視界——黑洞邊緣“有去無(wú)回”的邊界。換句話(huà)說(shuō)，這些物質(zhì)絕大部分都被噴射了出去。因此，人馬座A*附近物質(zhì)發(fā)出的X射線(xiàn)非常微弱，就像附近宇宙中大多數星系中的超大質(zhì)量黑洞一樣。被捕獲的物質(zhì)需要失去熱量和角動(dòng)量后才能進(jìn)入黑洞，物質(zhì)的噴射使這種損失得以發(fā)生。
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