天聞頻道
實習記者 於紫月
眾所周知，黑洞能夠吞噬附近的一切事物，包括光。然而銀河系中心的黑洞貌似遇到了“對手”。
近期在美國天文學會的一次會議上，一項最新公佈的研究表明，銀河系中心附近的磁場強大到能夠阻礙黑洞周圍的物質被吞噬。這一研究結果或將有助於解答長期以來籠罩在銀河系相關研究領域的兩大謎團，即為何銀河系中心黑洞相對“安靜”，以及為何銀河系核心區域新恆星“低產”。
阻礙黑洞吞噬，抑制恆星誕生
如果有幸觀測到正在“進食”的黑洞，你就會發現，其實黑洞周圍並非是漆黑一片，而是環繞着明亮的吸積盤，並不時噴射出一股股噴流，照亮周圍很大一片區域。
事實上，這些光並非是從黑洞中逃逸而出，而是吸積盤內物質以極快的速度落入黑洞，物質之間的摩擦使它們被加熱至數十億攝氏度，從而發出的輻射。
通常來講，星系中心的物質密度往往比宇宙中其他區域密度更高，所以星系中心黑洞擁有着更充足的“糧食儲備”，應該很活躍、明亮。然而，實際觀測結果卻並非如此。事實上，我們觀測到的大部分星系中心的黑洞都處於相對“安靜”的狀態，暗淡無光，吞噬物質的“積極性”很低。銀河系中心黑洞便是其中之一。
為何會如此？此次發佈新成果的研究團隊認為，他們在銀河系中心觀測到的磁場或許能夠解答這一疑問。
“銀河系中心黑洞仍有一些問題無法單靠引力來解釋。”美國哥倫比亞大學空間研究協會主任瓊·施梅爾茲説，“磁場可能有助於解開這些謎團。”
漫漫宇宙中充斥着大量帶電粒子，如等離子體等。這些粒子的運動可以看成是電荷的運動，導致電場發生變化從而產生磁場。
“星際空間中普遍存在磁場，星系中心恆星密度往往較高，空間環境較為複雜，因此星系中心的磁場可能強度更高、性質更復雜。”中國科學院國家天文台研究員陸由俊在接受科技日報記者採訪時表示。
他進一步解釋道，銀河系中心的巨大磁場會給周圍的等離子體等帶電粒子施加一種壓力，即磁壓。黑洞引力作用下，氣體“奔赴”黑洞的過程中也許會受到磁壓影響，到達黑洞附近的氣體物質就會比預期要少很多，從而使黑洞“安靜”下來。
“同理，恆星形成的初期往往需要相對高密度的氣體，而在磁壓的作用下，坍縮的氣體有可能被‘拽住’，造成了銀河系中心區域的新恆星產量低下。”陸由俊説。
在他看來，用磁場去解釋這些銀河系謎團，目前還是研究人員的一種推測。究竟真相如何，還需要更多、更系統的觀測數據作為支撐。
“飛翔中的天文台”帶來磁場詳細信息
黑洞能夠通過吸積盤、噴流等現象觀測到，但是磁場本身看不見摸不着，此次研究人員又是如何觀測到銀河系中心的磁場的？
陸由俊告訴記者，可以通過望遠鏡接收到的光子找出其發射處或所經過空間磁場的蛛絲馬跡。比如，星際塵埃粒子會受外磁場的影響從而發出帶有磁場信息的光子；又或者，光子通過磁場時會產生一些特殊效應，比如法拉第旋轉，光子的偏振振動方向因磁場產生偏轉。研究人員便可從觀測數據中抽絲剝繭，計算、模擬出光子發射處或經過空間的磁場特性。
此次研究人員利用的是有“飛翔中的天文台”美譽的索菲亞天文台，這是一架被裝載在飛機上的紅外望遠鏡。
天文觀測中紅外波段十分重要，但是地球大氣層的各種成分能夠將攜帶天體信息的紅外線吸收或散射掉。為了避免這一問題，索菲亞天文台將飛機拉昇至平流層，如此高度下，絕大部分氣體和水汽產生的干擾都將消失殆盡，所以其獲得的紅外波段觀測效果要遠遠優於地面望遠鏡。
近年來，索菲亞天文台還裝載了高分辨率機載寬帶相機（HAWC+），研究人員就是利用這套先進設備對銀河系中的塵埃顆粒進行觀測，從而繪製出銀河系中心的詳細“地圖”，展示黑洞周圍不可見的磁場行為。
“這些觀測結果為我們提供了迄今為止有關銀河系中心黑洞周圍磁場的最詳細數據。”該項研究合作者之一、美國維拉諾瓦大學研究人員大衞·舒斯表示，HAWC+的分辨率以及靈敏度等性能參數都比較高，未來將會幫助人類破解更多銀河系的奧秘。
來源:科技日報