Melkeveiens supermassive sorte hull har en overraskende magnetisk personlighet – Physics World

Magnetfeltet rundt det supermassive sorte hullet i sentrum av Melkeveien har blitt observert for første gang. Astronomer som bruker Event Horizon Telescope (EHT) har blitt overrasket over feltets ordnede natur, som eksisterer i det ekstremt voldelige miljøet rundt det sorte hullet Sagittarius A*. Studien kan føre til en bedre forståelse av den avgjørende rollen som magnetfeltet spiller i hvordan det sorte hullet lever av omkringliggende materie.

Dette er andre gang at EHT har observert magnetfeltet til et supermassivt sort hull. I 2021 oppdaget den feltet til det sorte hullet i sentrum av galaksen Messier 87 (M87).

Supermassive sorte hull antas å være omgitt av plasma som virvler inn i gravitasjonsavgrunnen. Dette skaper et kraftig magnetfelt, som deretter kan samhandle med det innfallende materialet. Dette akselererende materialet sender ut store mengder stråling, inkludert radiobølger som er polarisert av det lokale magnetfeltet.

Globalt nettverk

EHT er et globalt nettverk av radioteleskoper som kan måle denne polarisasjonen og derfor kartlegge magnetfeltet rundt et sort hull.

Sagittarius A* veier rundt 6.6 millioner solmasser – som er tusen ganger mindre massiv enn den gigantiske M87. Til tross for denne enorme forskjellen ble EHT-astronomer overrasket over likheten mellom de to objektenes magnetfelt.

"Vi forventet å finne en signatur av magnetfeltet ganske enkelt fordi vi vet at Skytten A* fortsatt spiser, bare veldig sakte," sier Ziri Younsi fra University College London, som er medlem av EHT-teamet. "Det vi ikke ante var at mønsteret av polarisasjonen ville være så likt i morfologien til M87."

Alle supermassive sorte hull som samler stoff forventes å ha et magnetfelt som er innebygd i akkresjonsskivene deres. Feltet er forankret i plasmaet like utenfor hendelseshorisonten og blir deretter forsterket av rotasjonen av det sorte hullet. Det sorte hullet M87 er veldig aktivt med en stor akkresjonsplate av plasma, sammenlignet med Skytten A*.

Kontrollere flyten

De magnetiske feltene til begge objektene har magnetiske feltlinjer i virvellignende konfigurasjoner (se figur). Jo nærmere linjene er hverandre, jo sterkere og mer organisert er magnetfeltet. Younsi anslår at magnetfeltstyrken til Skytten A* er på nivå med den til en kjøleskapsmagnet. Selv om det kanskje ikke høres så mye ut, er det sterkt nok til å påvirke tilstrømningen av akkreterende plasma – og dermed bidra til å kontrollere hvordan det sorte hullet mates.

Den tilsynelatende likheten i strukturene til de to magnetfeltene har fått noen astronomer til å lure på andre mulige likheter.

M87s sorte hull er spesielt for sin relativistiske jet. Dette er en tett kollimert stråle av partikler som blir feid opp fra akkresjonsskiven av magnetfeltet og akselerert utover til nær lysets hastighet. En stråle er synlig langs objektets rotasjonsakse, og det er mulig at en annen strekker seg i motsatt retning.

Gitt likheten i magnetisk struktur, er det mulig at Sagittarius A* også kan være vert for relativistiske jetfly som hittil har gått uoppdaget.

Mystiske bobler

Slike jetfly kan faktisk være kilden til Melkeveiens mystiske Fermi-bobler. Dette er to enorme partikler av ladede partikler som stiger 25,000 XNUMX lysår over og under galaksens plan. Anslått til å være bare noen få millioner år gamle, stammer de fra det galaktiske senteret, men årsaken deres er usikker.

Younsi påpeker imidlertid at et jetfly er svært kollimert, mens Fermi-boblene spenner over et større område og er nesten som en eksplosjon. Og mens han anser likhetene mellom de to sorte hullene som «nysgjerrige», forteller Younsi Fysikkens verden av hans skepsis til at galaksens sorte hull har en jetstråle.

"Man kan ta seg litt frihet og overtolke dette og si at det kanskje er bevis på at det kan være et jetfly," sier han. "Eller det kan være at vi må ha bedre data i fremtiden med høyere oppløsning, og kanskje vil vi se at polarisasjonsmønsteret endrer seg litt."

Rask endring

M87 er 53 millioner lysår unna, og dens akkresjonsskive med svarte hull er enorm, så disse to faktorene betyr at vi ikke ser den endres særlig mye over korte tidsrammer. Sagittarius A* er mye nærmere oss i en avstand på omtrent 26,000 XNUMX lysår, og dens langt mindre akkresjonsskive betyr at EHT kan se akkresjonsskiven endre seg i løpet av minutter og timer.

Det første bildet av Skytten A* (lysstyrke, ikke polarisering), utgitt i 2022, var derfor et tidsgjennomsnitt av det sorte hullet, og Younsi påpeker at det bare kan være en tilfeldighet at det tidsgjennomsnittlige bildet av magnetfelt ligner på M87, noe som betyr at søk etter jetfly kan være fåfengt.

"Skytten A* endrer seg veldig raskt, så det er mye mer usikkerhet i strukturen som sees på bildet," sier Younsi. "Vi trenger litt langsiktig overvåking, fordi det vi ser på akkurat nå kan bare være et lykketreff som tilfeldigvis ser ut som M87, og det er faktisk ikke representativt for den generelle tidsgjennomsnittlige tilstanden. Det kan være at dette bildet endrer seg mye i løpet av de neste årene.»

Hvis været tillater det, observerer EHT Skytten A* hvert år, senest nå i april. Den fortsetter også å holde øye med M87s sorte hull og prøver å oppdage supermassive sorte hull i andre galakser. Jo flere sorte hull som observeres, jo mer vil vi vite om Skytten A* og M87s sorte hull virkelig er typiske eksempler.

Observasjonene er beskrevet i to artikler i The Astrophysical Journal Letters. Ett papir dekker polarisasjonsmålingene og den andre beskriver deres implikasjoner.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
• PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
• kilde: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/