【正見新聞網2024年04月03日】
據NASA天文中心(CFA)2024年3月27日報導，天文學家用事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope, EHT)觀測到了從銀河系超大質量黑洞人馬座 A* (Sgr A*) 邊緣螺旋上升的強大且有序的磁場。這是首次在偏振光條件下觀察到銀河系中心怪物的新視圖，它揭示了其磁場結構與 M87 星系中心黑洞的磁場結構驚人的相似，這表明這種強磁場可能是所有黑洞共有的。這種相似性也暗示了 Sgr A* 中存在隱藏的噴流。研究結果發表在當天的《天體物理學雜誌快報》上。
銀河系中心黑洞周圍的螺旋磁場。 圖像來源：ETH
科學家於 2022 年公布了人馬座 A* 的第一張圖像，顯示雖然銀河系的超大質量黑洞比 M87 的黑洞小一千倍以上，質量也比 M87 的黑洞小一千多倍，但它們看起來非常相似。這讓科學家們想知道，除了外表之外，兩者是否也有共同的特徵。為了找到答案，研究小組決定在偏振光下研究 Sgr A*。之前對 M87* 周圍光的研究表明，這個巨無霸黑洞周圍的磁場使其能夠將強大的物質射流發射回它周圍的環境。在這項工作的基礎上，新圖像顯示 Sgr A* 中可能也是如此。
「我們現在看到的是，在銀河系中心的黑洞附近存在著強大的、扭曲的、有序的磁場，」史密森天體物理觀測站 (SAO) CfA NASA 哈勃獎學金項目愛因斯坦研究員薩拉·伊薩恩(Sara Issaoun) 說。 「人馬座 A* 的極化結構與更大、更強大的 M87* 黑洞中的極化結構驚人相似，我們了解到，強大且有序的磁場對於黑洞如何與其周圍的氣體和物質相互作用至關重要。」
光是一種振蕩或移動的電磁波，它使我們能夠看到物體。有時，光以特定方向振蕩，我們稱之為「偏振」。儘管我們周圍就有偏振光，但對於人眼來說，它與「正常」光沒有區別。在這些黑洞周圍的等離子體中，圍繞磁場線旋轉的粒子產生垂直於磁場的偏振光。這使得天文學家能夠更加清晰地看到黑洞區域中發生的事情並據此繪製它們的磁場線。
哈佛黑洞計劃研究員和哈佛黑洞計劃研究員表示：「通過對黑洞附近熾熱氣體的偏振光成像，我們可以直接推斷出黑洞賴以生存和噴射的氣體和物質流中的磁場的結構和強度。」項目聯合負責人Angelo Ricarte說。 「偏振光告訴我們更多關於天體物理學、氣體特性以及黑洞進食時發生的機制的知識。」
但在偏振光下對黑洞進行成像並不像戴上一副偏振太陽鏡那麼容易，對於 Sgr A* 來說尤其如此，它的變化速度如此之快，它不會靜止不動地讓你拍照。對超大質量黑洞進行成像需要比以前用於捕獲 M87*（一個更穩定的目標）的工具更複雜的工具。
科學家們很高興能夠在偏振光下獲得兩個超大質量黑洞的圖像，因為這些圖像及其附帶的數據提供了比較和對比不同大小和質量的黑洞的新方法。隨著技術的進步，這些圖像可能會揭示黑洞的更多秘密及其相似點或差異。
伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校博士後研究員Michi Bauböck表示：「M87* 和 Sgr A* 在幾個重要方面有所不同：M87* 更大，並且它以更快的速度從周圍環境中吸收物質。所以，我們可能預計磁場看起來也非常不同。但在這種情況下，它們結果非常相似，這可能意味著這種結構是所有黑洞所共有的。更好地了解黑洞附近的磁場幫助我們回答了幾個懸而未決的問題——從噴流如何形成和發射到我們在紅外和X射線中看到的明亮耀斑的能量。」
自 2017 年以來，EHT 已進行了多次觀測，並計劃於 2024 年 4 月再次觀測 Sgr A*。隨著 EHT 配備新望遠鏡、更大帶寬和新觀測頻率，圖像每年都會得到改善。計劃在未來十年進行的擴展將使人馬座 A* 的高保真電影成為可能，可能會揭示隱藏的噴流，並可能使天文學家能夠觀察其他黑洞中類似的偏振特徵。與此同時，將 EHT 延伸到太空將提供比以往更清晰的黑洞圖像。
EHT聯盟由以下13個機構組成；中央研究院天文與天體物理研究所、亞利桑那大學、芝加哥大學、東亞天文台、法蘭克福歌德大學、毫米射電天文學研究所、大型毫米波望遠鏡、馬普射電天文研究所、麻省理工學院海斯塔克天文台、國家天文台日本天文台、周界理論物理研究所、拉德堡德大學和天體物理中心/哈佛和史密森尼。
資料來源：
https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-unveil-strong-magnetic-fields-spiraling-edge-milky-ways-central-black-hole