Er dette usynlige magnetfelt smothering vores nærmeste supermassive black hole?


Det sorte hul i midten af ​​Melkevejen er ærgerligt roligt, og nu tror astronomer, at de ved hvorfor.

Der er usynlige magnetfelt linjer indpakket omkring det – forskere har allerede mistænkt dette. Men nye billeder viser, at disse usynlige linjer danner en struktur, der strækker lysår over rummet og kan være stærk nok til at stoppe materialet fra at falde ind i det sorte hul. Og hvis gigantiske magnetfelter banker materiale ind i en bane, der er ude af det sorte huls forståelse, kunne det forklare, hvorfor det for det meste slumrer. Faktisk er det så svagt, at en magnetar kan skinne det ud i himlen.

"Magnetfeltets spiralforme kanaliserer gasen i en omløb omkring det sorte hul", C. Darren Dowell, en forsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory og hovedforfatter af undersøgelsen, sagde i en NASA-erklæring. "Dette kunne forklare, hvorfor vores sorte hul er stille, mens andre er aktive." [9 Weird Facts About Black Holes]

Når ting falder ud over begivenhedshorisonten for et sort hul, er det funktionelt væk for evigt. Rummet ud over arrangementshorisonten er fra vores synspunkt virkelig sort. Der er ikke noget at se der. Men da Event Horizon Teleskopets billede af det supermassive sorte hul i Virgo A Galaxy viste denne forår, er arrangementshorisonten omkring et sort hul ofte indpakket i skyer af faldende materiale. Og det materiale, der bevæger sig så hurtigt og skaber så meget friktion, at det skinner, skaber lysvisninger, som astronomer kan se fra Jorden.

Nogle supermassive sorte huller sætter på den slags lys viser hele tiden. Men Skytten A * er en af ​​de mere almindelige, "quiescent" type supermassive sort hul. Strukturen ser ikke ud til at gobble op meget materiale. Og Dowells hold mistænker disse intense magnetiske felter kan være hvorfor.

For at kortlægge magnetfeltlinjerne pegede et hold af forskere på et NASA infrarødt teleskop kaldet SOFIA – monteret på bagsiden af ​​et Boeing 747-fly – hos Skytten A *. De har ikke formelt offentliggjort deres resultater endnu, men forskerne præsenterede deres resultater på det amerikanske astronomiske samfunds junismøde og beskrev dem i NASA-erklæringen. SOFIA kunne selvfølgelig ikke se de usynlige linjer, men det kunne se støvpartiklerne flyde gennem disse linjer. Og magnetfeltstrukturen fik alle partiklerne til at pege i en retning. De justerede partikler polariserede på den anden side det infrarøde lys, der passerer støvet – på samme måde som solbriller kan polarisere lys, der passerer dem – så forskere kan finde ud af, hvor linjerne var og i hvilken retning de pegede.

Astronomer, der ikke var involveret i forskningen, sagde, at målingerne af magnetfeltlinjerne var spændende, men var skeptiske, at disse linjer fuldt ud tegnede sig for det sorte huls stille tilstand. (Hver og en bemærkede også, at det er vanskeligt at evaluere arbejdet fuldt ud inden papiret udgives.)

Erin Bonning, en astrophysicist og black hole forsker ved Emory University, der ikke var involveret i SOFIA-arbejdet, påpegede, at billedet af magnetfeltlinjerne er omkring 10 lysår på tværs, hvor 1 lysår er lig med 93 millioner miles (150 millioner kilometer). Det er meget bredere end Skytten A * – et objekt, der passer ind i vores solsystem – og det er for stort til at fange detaljer i nærheden af ​​det sorte hul. Den mindre tættere region, sagde hun, er, hvor man forventer, at de vigtigste begivenheder, der banker materiale i et sort hul – eller holder materialet i bugt – finder sted.

"Pressemeddelelsen ser ud til at tyde på, at magnetfeltet kanaliserer materialet i en kredsløb, der" savner "det sorte hul. Dette ville være en plausibel forklaring på manglen på stærk accretion på Sgr A *," skrev Bonning i en email til Live Science.

Hun påpegede dog, at du ikke nødvendigvis ville forvente, at materiale faldt i et sort hul selv uden magnetfeltet. De fleste supermassive sorte huller klarer ikke at absorbere så meget materiale – måske fordi meget af det hoper op i accretionsdisken, der kredser om det mørke kosmiske dyr – og forbliver temmelig stille.

"Du kan tænke på det på denne måde: Som massiv som Sgr A * er det et fysisk * lille * mål på astronomiske skalaer. For at få sagen til at falde i nærheden af ​​arrangementshorisonten, skal den flytte mere eller mindre direkte imod det, "sagde bonning.

Det sker oftest i galakser, der for nylig har gennemgået voldelige fusioner, sagde hun. Men Milky Way har ikke undergået en nylig fusion.

"Hvis du har strukturerede magnetfelter lysår væk fra det sorte hul stærkt nok til at lede gasens bevægelse, kan det være, at dette er en ekstra mekanisme, der forhindrer materiel i galaktiske centre," sagde Bonning.

Men det betyder ikke, at magnetfeltet er den vigtigste mekanisme, der holder det sorte hul stille.

Misty Bentz, en astrofysiker ved Georgia State University, som også ikke var involveret i forskningen, påpegede, at selvom magnetfelter spiller en vigtig rolle for at holde Skytten A * stille, betyder det ikke, at lignende kræfter er på arbejde omkring stille supermassive sorte huller i andre galakser.

"Vores galakse er lidt speciel, fordi vores placering inde i det betyder, at vi kan studere mange ejendomme og regioner i detaljer," sagde hun. "Andre galakser er imidlertid generelt for fjernt til at opnå det samme niveau af opløsning og detaljer, især når vi taler om de overfyldte miljøer i deres galaktiske centre."

Og hvad der er sandt i Vintergaden, er måske ikke sandt andetsteds.

"Der kan være en række forskellige grunde til, at andre sorte huller ikke fodrer, herunder stødbølger og vind fra supernova-eksplosioner, der udleder gassen fra galaksecentret, eller der kunne kun være et samlet mangel på gas i galaksecentret" Bentz sagde.

Simeon Bird, en astrofysiker ved University of California, Riverside, som heller ikke var involveret i forskningen, fortalte Live Science, at "Magnetiske felter helt sikkert kan hjælpe med at forklare, hvorfor nogle sorte huller er hvile, mens andre er aktive", men som Bentz påpegede , "alle andre supermassive sorte huller er langt længere væk, så det er ikke nemt at måle magnetfelter omkring dem."

Ligesom Bentz er Bird interesseret i andre forklaringer på hvorfor sorte huller går stille. [5 Reasons We May Live in a Multiverse]

"En anden mulighed, der kan hjælpe med at holde sorte huller hvile, er at i et aktivt fase opvarmer det sorte hul gasen omkring den til det punkt, hvor det er fuldstændigt forstyrret," sagde han. "Hvis det sorte hul er meget aktivt, kan energien fra det sorte hul måske kun fjerne gasen helt, banke den ren ud af galaksen."

Og når det sker, vil det sorte hul sandsynligvis gå stille.

Alligevel, på trods af en vis skepsis, at magnetfeltlinjerne fuldt ud kunne forklare hvorfor Skytten A * er så stille – eller de andre supermassive sorte huller er stille af samme grund – Bonning, Bentz og Bird kaldte studiet vigtigt og sagde, at det giver astronomer nye nøgler til at låse op mysterierne af supermassive black hole behaviors.

"Hver opdagelse, som magnetfelters rolle omkring Skytten A *, hjælper med at tilvejebringe et stykke af puslespillet, og med nok puslespil kan vi håbe at forstå galaksernes livscykler og de sorte huller, de er vært for," Bentz sagde.

Oprindeligt udgivet den Live Science.