磁场可能使银河系的黑洞保持安静

原标题：磁场可能使银河系的黑洞保持安静

大多数星系的中心都存在超大质量黑洞，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，这意味着大量物质落入其中，在这个“喂食”过程中发出高能辐射。另一方面，银河系的中央黑洞相对安静。美国宇航局红外天文平流层天文台 SOFIA 的新观测正在帮助科学家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的前所未有的信息。科学家们使用 SOFIA 的最新仪器，高分辨率机载宽带摄像机-Plus，HAWC+，进行这些测量。

流线显示磁场分层在银河系巨大黑洞周围的尘埃环的彩色图像上。Y形结构是落向黑洞的温暖物质，黑洞位于Y形的两条臂相交处附近。流线表明磁场与尘埃结构的形状密切相关。每个蓝色臂都有自己的区域，与环的其余部分完全不同，以粉红色显示。

磁场是影响带电粒子路径的无形力量，对整个宇宙中物质的运动和演化具有重大影响。但是磁场不能直接成像，所以它们的作用还不是很清楚。HAWC+ 仪器可检测由天体尘埃颗粒发出的人眼不可见的偏振远红外光。这些晶粒垂直于磁场排列。从 SOFIA 的结果中，天文学家可以绘制形状并推断出原本不可见的磁场的强度，从而帮助可视化这种基本的自然力。

“这是我们可以真正看到磁场和星际物质如何相互作用的第一批实例之一，”加州硅谷 NASA 艾姆斯研究中心的大学空间研究中心天体物理学家 Joan Schmelz 指出，他是该研究的合著者之一。描述观察结果的论文。“HAWC+ 是游戏规则的改变者。”

SOFIA 先前的观测显示了围绕银河系黑洞运行的倾斜气体和尘埃环，称为人马座 A*（发音为“人马座 A 星”）。但是新的 HAWC+ 数据提供了该地区磁场的独特视图，似乎可以追溯该地区过去 100,000 年的历史。

这些 SOFIA 磁场观测的详细信息已在 2019 年 6 月的美国天文学会会议上提出，并将提交给《 天体物理学杂志》。

黑洞的引力主导着银河系中心的动力学，但磁场的作用一直是个谜。HAWC+ 的新观测表明，磁场强度足以限制气体的湍流运动。如果磁场引导气体使其流入黑洞本身，则黑洞是活跃的，因为它正在吞噬大量气体。然而，如果磁场引导气体使其流入黑洞周围的轨道，那么黑洞就会安静，因为它不会吸收任何最终会形成新恒星的气体。

研究人员将来自 SOFIA 相机的中远红外图像与可视化磁场方向的新流线相结合。蓝色 y 形结构（见图）是向黑洞落下的温暖物质，它位于 y 形的两条臂相交处附近。将磁场结构叠加在图像上可以看出磁场遵循尘埃结构的形状。每个蓝色臂都有自己的场分量，与环的其余部分完全不同，以粉红色显示。但也有磁场偏离主要尘埃结构的地方，例如环的顶部和底部端点。

“磁场的螺旋形状将气体引导到围绕黑洞的轨道上，”美国宇航局喷气推进实验室的科学家、HAWC+ 仪器的首席研究员、该研究的主要作者达伦道威尔说。“这可以解释为什么我们的黑洞很安静，而其他人却很活跃。”

新的 SOFIA 和 HAWC+ 观测有助于确定超大质量黑洞极端环境中的物质如何与其相互作用，包括解决一个长期存在的问题，即为什么银河系中央黑洞相对较暗而其他星系中的黑洞如此明亮。