Магнитное поле может сохранять спокойствие черной дыры Млечного Пути

Магнитное поле не дает черной дыре поглощать газ

Сверхмассивные черные дыры существуют в центре большинства галактик, и наш Млечный Путь не является исключением. Но многие другие галактики имеют очень активные черные дыры, что означает, что в них попадает много материала, испускающего высокоэнергетическое излучение в этом процессе «питания». С другой стороны, центральная черная дыра Млечного Пути относительно тиха. Новые наблюдения, полученные от стратосферной обсерватории инфракрасной астрономии НАСА SOFIA, помогают ученым понять разницу между активными и тихими черными дырами.

Эти результаты дают беспрецедентную информацию о сильном магнитном поле в центре галактики Млечный путь. Для этих измерений ученые использовали новейший прибор SOFIA — широкополосную камеру высокого разрешения HAWC +.

Магнитные поля — это невидимые силы, которые влияют на пути заряженных частиц и оказывают существенное влияние на движения и эволюцию вещества во всей вселенной. Но магнитные поля не могут быть отображены напрямую, поэтому их роль не совсем понятна. Прибор HAWC + обнаруживает поляризованный дальний инфракрасный свет, испускаемый зернами небесной пыли, который невидим для человеческого глаза. Эти зерна ориентированы перпендикулярно магнитным полям. Исходя из результатов SOFIA, астрономы могут наносить на карту форму и определять силу невидимого магнитного поля, помогая визуализировать эту фундаментальную силу природы.

«Это один из первых случаев, когда мы действительно можем увидеть, как магнитные поля и межзвездная материя взаимодействуют друг с другом», — отметила Джоан Шмельц, астрофизик из Центра космических исследований Университета в Исследовательском центре Эймса НАСА в Силиконовой долине Калифорнии, и соавтор документа, описывающего наблюдения.

Предыдущие наблюдения SOFIA показывают наклонное кольцо газа и пыли, вращающееся вокруг черной дыры Млечного Пути, которое называется Стрелец A * (произносится «Стрелец A-звезда»). Но новые данные HAWC + обеспечивают уникальное представление о магнитном поле в этой области, которое, по-видимому, прослеживает историю региона за последние 100 000 лет.

Детали этих наблюдений магнитного поля SOFIA были представлены на встрече Американского астрономического общества в июне 2019 года и будут представлены в Astrophysical Journal.

Гравитация черной дыры доминирует в динамике центра Млечного Пути, но роль магнитного поля была загадкой. Новые наблюдения с HAWC + показывают, что магнитное поле достаточно сильное, чтобы сдерживать турбулентные движения газа. Если магнитное поле направляет газ таким образом, что оно течет в саму черную дыру, черная дыра активна, потому что она потребляет много газа. Однако, если магнитное поле направляет газ таким образом, что оно течет по орбите вокруг черной дыры, то черная дыра тиха, потому что она не проглатывает газ, который в противном случае мог бы в конечном итоге образовать новые звезды.

Исследователи объединили средние и дальние инфракрасные изображения с камер SOFIA с новыми линиями тока, которые визуализируют направление магнитного поля. Синяя y-образная структура — это теплый материал, падающий к черной дыре, которая находится рядом с местом пересечения двух ветвей y-образной формы. Расслоение структуры магнитного поля над изображением показывает, что магнитное поле соответствует форме пыльной структуры. Каждое из синих плеч имеет свой собственный компонент, который полностью отличается от остальной части кольца и показан розовым. Но есть также места, где поле отклоняется от основных пылевых структур, таких как верхняя и нижняя конечные точки кольца.

«Спиральная форма магнитного поля направляет газ на орбиту вокруг черной дыры. Это может объяснить, почему наша черная дыра тиха, в то время как другие активны», — сказал Даррен Доуэлл, ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА, главный исследователь прибора HAWC + и ведущий автор исследования.

Новые наблюдения SOFIA и HAWC + помогают определить, как материал в экстремальной среде сверхмассивной черной дыры взаимодействует с ней, включая решение давнего вопроса о том, почему центральная черная дыра в Млечном Пути относительно слаба, а в других галактиках такая яркая.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Популярные материалы