北京時(shí)間6月21日消息，美國(guó)國(guó)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?chē)?，存在一個(gè)能夠引導(dǎo)氣體粒子進(jìn)入黑洞周?chē)壍?，而不是進(jìn)入黑洞內(nèi)部的磁場(chǎng)。長(zhǎng)期以來(lái)令天文學(xué)家困惑的一個(gè)問(wèn)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(wèn)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(cè)器繪制出了這片磁場(chǎng)，以進(jìn)一步探測(cè)銀河系中心黑洞周?chē)男请H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?cè)谕淌蛇^(guò)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(lái)說(shuō)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?chē)拇艌?chǎng)會(huì)將氣體引導(dǎo)到黑洞周?chē)能壍郎?，而不是直接進(jìn)入黑洞，從而阻止了黑洞“進(jìn)食”。
NASA研究人員通過(guò)一架特殊的飛機(jī)（如圖所示，通過(guò)飛機(jī)后機(jī)身敞開(kāi)的艙門(mén)可以看到望遠(yuǎn)鏡）攜帶的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到了人馬座A*周?chē)拇艌?chǎng)
“螺旋形的磁場(chǎng)將氣體引導(dǎo)至黑洞周?chē)能壍郎?，”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(shuō)，“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?！?/p>
磁場(chǎng)雖然看不見(jiàn)，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(chǎng)無(wú)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?chē)艌?chǎng)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(chǎng)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(cè)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(guó)航空航天中心（DLR）共同運(yùn)營(yíng)，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(chǎng)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。
▲銀河系中心來(lái)自人馬座A*的X射線閃光
這項(xiàng)研究的完整結(jié)果已經(jīng)在2019年6月的美國(guó)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(yáng)質(zhì)量的數(shù)十萬(wàn)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?chē)膲m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(lái)自該區(qū)域的無(wú)線電波。人馬座A*的質(zhì)量相當(dāng)于四百萬(wàn)顆太陽(yáng)，距離地球只有26000光年，是宇宙中為數(shù)不多我們可以觀測(cè)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(wú)回”的邊界。換句話說(shuō)，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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