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(xiàn)，在我們的銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞周圍，存在一個(gè)能夠引導(dǎo)氣體粒子進(jìn)入黑洞周圍軌道，而不是進(jìn)入黑洞內(nèi)部的磁場。長期以來令天文學(xué)家困惑的一個(gè)問題是，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(xiàng)新發(fā)現(xiàn)為解決這一問題提供了線索。

　　NASA 的研究人員利用安裝在飛行望遠(yuǎn)鏡上的遠(yuǎn)紅外光探測器繪制出了這片磁場，以進(jìn)一步探測銀河系中心黑洞周圍的星際塵埃運(yùn)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(shù)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(nèi)部，導(dǎo)致它們在吞噬過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(duì)來說顯得十分安靜。NASA 科學(xué)家對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)人馬座A*周圍的磁場會(huì)將氣體引導(dǎo)到黑洞周圍的軌道上，而不是直接進(jìn)入黑洞，從而阻止了黑洞“進(jìn)食”。

　　“螺旋形的磁場將氣體引導(dǎo)至黑洞周圍的軌道上，”研究第一作者、NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的天體物理學(xué)家達(dá)倫·道爾(Darren Dowell)說，“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。”

　　磁場雖然看不見，但能夠影響帶電粒子的運(yùn)動(dòng)，對(duì)物質(zhì)在宇宙中的運(yùn)動(dòng)和進(jìn)化有著重要的影響。然而，由于磁場無法直接成像，我們還不能很好地理解它們的確切作用。為了繪制出黑洞周圍磁場的形狀和強(qiáng)度，研究人員需要研究它們對(duì)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垂直。

　　科學(xué)家還使用“同溫層紅外天文臺(tái)”(SOFIA)上的新型高分辨率機(jī)載寬帶相機(jī)(HAWC+)探測到，這些塵埃顆粒還會(huì)發(fā)出偏振光和遠(yuǎn)紅外光。SOFIA 是一架改裝的波音 747 飛機(jī)，由 NASA 和德國航空航天中心(DLR)共同運(yùn)營，攜帶一臺(tái)反射望遠(yuǎn)鏡。SOFIA 主要在大氣中大部分水蒸氣的上方飛行，因?yàn)樗魵獾拇嬖谧璧K了一些紅外信號(hào)到達(dá)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和星際物質(zhì)如何相互作用。她還指出，HAWC+ 在這項(xiàng)研究中具有至關(guān)重要的作用。

　　這項(xiàng)研究的完整結(jié)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(rèn)為是研究黑洞物理的最佳目標(biāo)。超大質(zhì)量黑洞是星系中心密度極高的區(qū)域，其質(zhì)量可能是太陽質(zhì)量的數(shù)十萬倍到數(shù)十億倍。作為強(qiáng)大的引力源，超大質(zhì)量黑洞不斷吸收著周圍的塵埃和氣體。

　　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(jù)，當(dāng)時(shí)他發(fā)現(xiàn)了來自該區(qū)域的無線電波。人馬座A*的質(zhì)量相當(dāng)于四百萬顆太陽，距離地球只有 26000 光年，是宇宙中為數(shù)不多我們可以觀測到附近物質(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(dá)了事件視界——黑洞邊緣“有去無回”的邊界。換句話說，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射線非常微弱，就像附近宇宙中大多數(shù)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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