研究发现黑洞磁场强度相当于万有引力
一项对星系中心超大质量黑洞的最新研究发现,在整个系统动力学中,黑洞磁场起着重要作用。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和德国马克斯普朗克射电天文学研究所(MPIfR)科学家通过对76个黑洞的观察测量发现,它们的强度比得上由黑洞强大万有引力产生的拉力。相关论文发表在上周出版的《自然》杂志上。
本研究是系统地检测黑洞附近磁场。这非常重要,因为我们不知道这一点。伯克利实验室研究员亚历山大柴可夫斯基说,他负责协助解释现有计算机模型的观测数据。而现在我们有了不止一两个证据,而是来自76个黑洞的证据。
活跃星系中心的吸积超大质量黑洞,通常会产生喷射相对论粒子准直双极外流。
而在喷射形成和吸积盘物理学中,磁场可能也起了关键作用。研究人员最近在银心黑洞附近发现了一个动态重要磁场,如果这种现象是普遍的,且磁场能延伸到黑洞的事件视界附近,吸积盘结构就会受到影响,这样由标准模型得出的假设就是错的。
柴可夫斯基在加州大学伯克利分校做博士后时,曾提出一个包含了磁场的黑洞计算模型。该模型认为,一个黑洞能支持的一个磁场,该磁场和它的万有引力一样强。但迄今为止还没有观察证据支持他的预测。
据物理学家组织网近日报道,研究人员观察到的超大质量黑洞喷出的气体证明了其磁场的强度。这些气体喷射由磁场形成,并产生电波辐射。我们意识到,从黑洞喷射发出的电波辐射可以用来测量黑洞附近的磁场强度。论文第一作者、MPIfR研究人员穆罕默德扎曼尼那萨博说。
此前曾有其他研究小组用美国射电望远镜网络甚长基线阵列收集了来自射电噪(radio-loud)星系的电波辐射数据。这次的研究通过分析这些数据后绘制出不同波长的电波辐射图,然后根据不同辐射图之间喷射特征的变化,计算出了黑洞附近的磁场强度。
根据这些结果,研究小组不仅测出黑洞的磁场强度和它的万有引力一样强,而且也和医院里磁共振成像仪(MRI)产生的磁场强度差不多大约是地球磁场的一万倍。
柴可夫斯基说,这些新结果意味着理论学家必须重新评价他们对黑洞性质的理解。黑洞的磁场极强,足以大大改变气体落入黑洞以及我们观测到的气体外流的方式,我们需要返回去重新审视我们的黑洞模型了。