【正见新闻网2024年04月03日】
据NASA天文中心(CFA)2024年3月27日报导，天文学家用事件视界望远镜(Event Horizon Telescope, EHT)观测到了从银河系超大质量黑洞人马座 A* (Sgr A*) 边缘螺旋上升的强大且有序的磁场。这是首次在偏振光条件下观察到银河系中心怪物的新视图，它揭示了其磁场结构与 M87 星系中心黑洞的磁场结构惊人的相似，这表明这种强磁场可能是所有黑洞共有的。这种相似性也暗示了 Sgr A* 中存在隐藏的喷流。研究结果发表在当天的《天体物理学杂志快报》上。
银河系中心黑洞周围的螺旋磁场。 图像来源：ETH
科学家于 2022 年公布了人马座 A* 的第一张图像，显示虽然银河系的超大质量黑洞比 M87 的黑洞小一千倍以上，质量也比 M87 的黑洞小一千多倍，但它们看起来非常相似。这让科学家们想知道，除了外表之外，两者是否也有共同的特征。为了找到答案，研究小组决定在偏振光下研究 Sgr A*。之前对 M87* 周围光的研究表明，这个巨无霸黑洞周围的磁场使其能够将强大的物质射流发射回它周围的环境。在这项工作的基础上，新图像显示 Sgr A* 中可能也是如此。
“我们现在看到的是，在银河系中心的黑洞附近存在着强大的、扭曲的、有序的磁场，”史密森天体物理观测站 (SAO) CfA NASA 哈勃奖学金项目爱因斯坦研究员萨拉·伊萨恩(Sara Issaoun) 说。 “人马座 A* 的极化结构与更大、更强大的 M87* 黑洞中的极化结构惊人相似，我们了解到，强大且有序的磁场对于黑洞如何与其周围的气体和物质相互作用至关重要。”
光是一种振荡或移动的电磁波，它使我们能够看到物体。有时，光以特定方向振荡，我们称之为“偏振”。尽管我们周围就有偏振光，但对于人眼来说，它与“正常”光没有区别。在这些黑洞周围的等离子体中，围绕磁场线旋转的粒子产生垂直于磁场的偏振光。这使得天文学家能够更加清晰地看到黑洞区域中发生的事情并据此绘制它们的磁场线。
哈佛黑洞计划研究员和哈佛黑洞计划研究员表示：“通过对黑洞附近炽热气体的偏振光成像，我们可以直接推断出黑洞赖以生存和喷射的气体和物质流中的磁场的结构和强度。”项目联合负责人Angelo Ricarte说。 “偏振光告诉我们更多关于天体物理学、气体特性以及黑洞进食时发生的机制的知识。”
但在偏振光下对黑洞进行成像并不像戴上一副偏振太阳镜那么容易，对于 Sgr A* 来说尤其如此，它的变化速度如此之快，它不会静止不动地让你拍照。对超大质量黑洞进行成像需要比以前用于捕获 M87*（一个更稳定的目标）的工具更复杂的工具。
科学家们很高兴能够在偏振光下获得两个超大质量黑洞的图像，因为这些图像及其附带的数据提供了比较和对比不同大小和质量的黑洞的新方法。随着技术的进步，这些图像可能会揭示黑洞的更多秘密及其相似点或差异。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校博士后研究员Michi Bauböck表示：“M87* 和 Sgr A* 在几个重要方面有所不同：M87* 更大，并且它以更快的速度从周围环境中吸收物质。所以，我们可能预计磁场看起来也非常不同。但在这种情况下，它们结果非常相似，这可能意味着这种结构是所有黑洞所共有的。更好地了解黑洞附近的磁场帮助我们回答了几个悬而未决的问题——从喷流如何形成和发射到我们在红外和X射线中看到的明亮耀斑的能量。”
自 2017 年以来，EHT 已进行了多次观测，并计划于 2024 年 4 月再次观测 Sgr A*。随着 EHT 配备新望远镜、更大带宽和新观测频率，图像每年都会得到改善。计划在未来十年进行的扩展将使人马座 A* 的高保真电影成为可能，可能会揭示隐藏的喷流，并可能使天文学家能够观察其他黑洞中类似的偏振特征。与此同时，将 EHT 延伸到太空将提供比以往更清晰的黑洞图像。
EHT联盟由以下13个机构组成；中央研究院天文与天体物理研究所、亚利桑那大学、芝加哥大学、东亚天文台、法兰克福歌德大学、毫米射电天文学研究所、大型毫米波望远镜、马普射电天文研究所、麻省理工学院海斯塔克天文台、国家天文台日本天文台、周界理论物理研究所、拉德堡德大学和天体物理中心/哈佛和史密森尼。
资料来源：
https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-unveil-strong-magnetic-fields-spiraling-edge-milky-ways-central-black-hole