我们可能发现了一个翻转其整个磁场的超大质量黑洞
(亚历山大·格涅兹迪洛夫光画/盖蒂图片社)
是强大的宇宙引擎。 它们为类星体和其他活动星系核(AGN)提供能量。 这是由于物质与其强大的引力场和磁场的相互作用。
从技术上讲,一个黑洞本身没有磁场,但黑洞周围的致密等离子体(如吸积盘)却有磁场。 当等离子体围绕黑洞旋转时,其中的带电粒子会产生电流和磁场。
等离子体流的方向不会自发改变,因此人们可以想象磁场是非常稳定的。 想象一下天文学家的惊讶当他们看到证据时黑洞的磁场发生了磁反转。
从根本上来说,磁场可以被想象成一个简单的磁铁,有北极和南极。 磁反转是指假想磁极的方向翻转以及磁场的方向翻转。 这种效应在明星中很常见。
我们的太阳每 11 年就会反转一次磁场,这推动了天文学家自 1600 年代以来观测到的太阳黑子的 11 年周期。 甚至地球每隔几十万年就会经历一次磁反转。
但人们认为超大质量黑洞不太可能出现磁反转。
2018年,一项自动巡天发现2.39亿光年外的星系突然发生变化。 该星系被称为 1ES 1927+654,在可见光下亮度增加了 100 倍。 在它被发现后不久,斯威夫特天文台就捕捉到了它在 X 射线和紫外线中的光芒。 对该地区档案观测的搜索显示,该星系实际上在 2017 年底就开始变亮。
当时人们认为这种快速变亮是由一颗恒星靠近银河系的超大质量黑洞引起的。 如此近距离的接触会导致潮汐破坏事件,从而将恒星撕裂并扰乱黑洞吸积盘中的气体流动。 但这项新研究给这个想法蒙上了阴影。
黑洞如何经历磁反转。 (美国宇航局戈达德/杰·弗里德兰德)
研究小组研究了从无线电到 X 射线的全光谱范围内对银河耀斑的观测结果。 他们注意到的一件事是 X 射线的强度下降得很快。 X射线通常是由在强磁场中螺旋运动的带电粒子产生的,因此这表明黑洞附近的磁场发生了突然变化。
与此同时,可见光和紫外线的强度增加,这表明黑洞吸积盘的部分区域变得更热。 这些影响都不是您在潮汐破坏事件中所期望的。
相反,磁反转更符合数据。 正如研究小组所展示的,当黑洞吸积盘经历磁反转时,吸积盘外边缘的磁场首先减弱。 因此,磁盘可以更有效地加热。
同时,磁场较弱意味着带电粒子产生的 X 射线较少。 一旦磁场完成反转,磁盘就会恢复到原来的状态。
这只是对银河系黑洞磁反转的首次观测。 我们现在知道它们可能会发生,但我们不知道这些逆转有多常见。 需要更多的观察才能确定星系的黑洞可以成为开关击球手的次数。