Linnunradan supermassiivisella mustalla aukolla on yllättävä magneettinen persoonallisuus – Physics World

Linnunradan keskellä sijaitsevaa supermassiivista mustaa aukkoa ympäröivä magneettikenttä on havaittu ensimmäistä kertaa. Tähtitieteilijät käyttävät Tapahtumahorizon-teleskooppi (EHT) ovat yllättyneet kentän säännöllisestä luonteesta, joka vallitsee erittäin väkivaltaisessa ympäristössä, joka ympäröi mustaa aukkoa Sagittarius A*. Tutkimus voisi johtaa parempaan ymmärrykseen magneettikentän ratkaisevasta roolista siinä, miten musta aukko ruokkii ympäröivää ainetta.

Tämä on toinen kerta, kun EHT on havainnut supermassiivisen mustan aukon magneettikentän. Vuonna 2021 se havaitsi mustan aukon kentän galaksin keskustassa Messier 87 (M87).

Supermassiivisten mustien aukkojen uskotaan ympäröivän plasman, joka pyörtyy gravitaatiokuiluun. Tämä luo voimakkaan magneettikentän, joka voi sitten olla vuorovaikutuksessa sisään putoavan materiaalin kanssa. Tämä kiihdyttävä materiaali lähettää runsaasti säteilyä, mukaan lukien radioaaltoja, jotka polarisoituvat paikallisen magneettikentän vaikutuksesta.

Maailmanlaajuinen verkosto

EHT on maailmanlaajuinen radioteleskooppiverkko, joka voi mitata tätä polarisaatiota ja siten kartoittaa mustaa aukkoa ympäröivän magneettikentän.

Sagittarius A* painaa noin 6.6 miljoonaa auringon massaa – mikä on tuhat kertaa vähemmän massiivinen kuin jättimäinen M87. Tästä valtavasta erosta huolimatta EHT-tähtitieteilijät yllättyivät kahden kohteen magneettikenttien samankaltaisuudesta.

"Odotimme löytävämme magneettikentän tunnusmerkit yksinkertaisesti siksi, että tiedämme, että Jousimies A* ruokkii edelleen, vain hyvin hitaasti", sanoo Ziri Younsi University College Londonista, joka on EHT-tiimin jäsen. "Emme odottaneet, että polarisaation kuvio olisi morfologialtaan niin samanlainen kuin M87."

Kaikilla supermassiivisilla mustilla aukoilla, jotka keräävät ainetta, odotetaan olevan magneettikenttä, joka on upotettu niiden akkretiolevyihin. Kenttä on ankkuroitu plasmaan aivan tapahtumahorisontin ulkopuolella ja vahvistuu sitten mustan aukon pyöriessä. M87-musta aukko on erittäin aktiivinen suurella plasman kertymälevyllä verrattuna Sagittarius A*:han.

Virtauksen hallinta

Molempien esineiden magneettikentillä on magneettikenttäviivat pyörremäisissä konfiguraatioissa (katso kuva). Mitä lähempänä viivat ovat toisiaan, sitä voimakkaampi ja organisoidumpi magneettikenttä on. Younsi arvioi, että Sagittarius A*:n magneettikentän voimakkuus on sama kuin jääkaappimagneetin. Vaikka se ei ehkä kuulostakaan paljolta, se on riittävän vahva vaikuttaakseen lisääntyvän plasman virtaukseen – auttaen siten hallitsemaan mustan aukon syöttämistä.

Näiden kahden magneettikentän rakenteiden näennäinen samankaltaisuus saa jotkut tähtitieteilijät pohtimaan muita mahdollisia yhtäläisyyksiä.

M87:n musta aukko johtuu erityisesti sen relativistisesta suihkusta. Tämä on tiukasti kollimoitu hiukkassäde, jonka magneettikenttä pyyhkäisee ylös akkretion kiekosta ja kiihtyy ulospäin lähelle valonnopeutta. Yksi suihku näkyy kohteen pyörimisakselia pitkin ja on mahdollista, että toinen ulottuu vastakkaiseen suuntaan.

Kun otetaan huomioon magneettisen rakenteen samankaltaisuus, on mahdollista, että Jousimies A* voi myös isännöidä relativistisia suihkuja, jotka ovat toistaiseksi jääneet havaitsematta.

Salaperäisiä kuplia

Itse asiassa tällaiset suihkukoneet voivat olla Linnunradan salaperäisten Fermi-kuplien lähde. Nämä ovat kaksi valtavaa varautuneiden hiukkasten täplää, jotka kohoavat 25,000 XNUMX valovuotta galaksin tason ylä- ja alapuolelle. Ne ovat vain muutaman miljoonan vuoden ikäisiä, ja ne ovat peräisin galaktisesta keskustasta, mutta niiden syy on epäselvä.

Younsi kuitenkin huomauttaa, että suihku on erittäin kollimoitunut, kun taas Fermi-kuplat ulottuvat laajemmalle alueelle ja ovat melkein kuin räjähdys. Ja vaikka hän pitää kahden mustan aukon yhtäläisyyksiä "uteliaisina", Younsi kertoo Fysiikan maailma hänen skeptisistään, että galaksimme mustassa aukossa on suihku.

"Voisi ottaa hieman vapautta ja liioitella tätä ja sanoa, että ehkä se on todiste siitä, että siellä voi olla suihkukone", hän sanoo. "Tai voi olla, että meillä on tulevaisuudessa parempaa dataa korkeammalla resoluutiolla ja ehkä näemme, että polarisaatiokuvio muuttuu hieman."

Nopea muutos

M87 on 53 miljoonan valovuoden päässä, ja sen mustan aukon akkreettikiekko on valtava, joten nämä kaksi tekijää tarkoittavat, että emme näe sen muuttuvan kovinkaan paljon lyhyillä aikaväleillä. Sagittarius A* on paljon lähempänä meitä noin 26,000 XNUMX valovuoden etäisyydellä, ja sen paljon pienempi akkreettikiekko tarkoittaa, että EHT näkee akkretion kiekon muuttuvan minuuttien ja tuntien kuluessa.

Ensimmäinen kuva Jousimies A*:sta (kirkkaus, ei polarisaatio), joka julkaistiin vuonna 2022, oli siis aikakeskiarvoinen näkymä mustasta aukosta, ja Younsi huomauttaa, että voi olla vain sattumaa, että aikakeskiarvoinen kuva magneettikenttä näyttää samanlaiselta kuin M87, mikä tarkoittaa, että suihkukoneiden etsiminen voi olla turhaa.

"Jousimies A* muuttuu erittäin nopeasti, joten kuvassa näkyvässä rakenteessa on paljon enemmän epävarmuutta", Younsi sanoo. "Tarvitsemme pitkän aikavälin seurantaa, koska se, mitä nyt tarkastelemme, voi olla vain sattumaa, joka sattuu näyttämään M87:ltä, eikä se itse asiassa edusta yleistä aikakeskiarvoista tilaa. Voi olla, että tämä kuva muuttuu paljon seuraavien vuosien aikana.

Sään salliessa EHT tarkkailee Sagittarius A*:ta joka vuosi, viimeksi huhtikuussa. Se jatkaa myös M87:n mustan aukon seuraamista ja yrittää havaita supermassiivisia mustia aukkoja muissa galakseissa. Mitä enemmän mustia aukkoja havaitaan, sitä enemmän tiedämme, ovatko Jousimies A* ja M87:n musta aukko todella tyypillisiä esimerkkejä.

Havainnot on kuvattu kahdessa julkaisussa Astrophysical Journal Letters. Yksi paperi kattaa polarisaatiomittaukset ja se toinen kuvailee niiden vaikutuksia.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/