天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホールを取り囲む磁場が初めて観測された。を使用する天文学者 イベントホライゾンテレスコープ (EHT) は、ブラックホール射手座 A* を取り囲む極めて暴力的な環境の中に存在するフィールドの秩序ある性質に驚いています。この研究は、ブラックホールが周囲の物質をどのように摂食するかにおいて磁場が果たす重要な役割についてのより深い理解につながる可能性がある。
EHTが超大質量ブラックホールの磁場を観測したのはこれが2021回目である。 XNUMX年に銀河の中心にあるブラックホールの領域を検出しました。 メシエ87 （M87）。
超大質量ブラックホールは、重力の深淵へと渦巻くプラズマに囲まれていると考えられている。これにより強力な磁場が生成され、落下する物質と相互作用する可能性があります。この加速物質は、局所的な磁場によって分極された電波を含む大量の放射線を放出します。
グローバルネットワーク
EHT は、この偏光を測定し、ブラック ホールの周囲の磁場の地図を作成できる電波望遠鏡の世界的なネットワークです。
射手座 A* の重さは約 6.6 万太陽質量で、これは巨大な M87 の XNUMX 分の XNUMX です。この大きな違いにもかかわらず、EHT 天文学者は XNUMX つの天体の磁場の類似性に驚きました。
「射手座 A* がまだ非常にゆっくりと摂食していることが分かっているので、磁場の何らかの痕跡が見つかると期待していました」と氏は言う。 ジリ・ユンシ ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンの博士号を取得し、EHT チームのメンバーです。 「私たちが予想していなかったのは、偏光のパターンが形態的に M87 と非常に似ているということでした。」
物質を降着させるすべての超大質量ブラックホールは、降着円盤に磁場が埋め込まれていると予想されています。この場は事象の地平線のすぐ外側のプラズマに固定されており、ブラック ホールの回転によって増幅されます。 M87 ブラックホールは、射手座 A* と比較して、プラズマの大きな降着円盤を伴って非常に活発です。
流れをコントロールする
両方の物体の磁場には、渦のような構成の磁力線があります (図を参照)。線が互いに近づくほど、磁場はより強くなり、より組織化されます。ユンシ氏は、射手座 A* の磁場の強さは冷蔵庫の磁石と同等であると推定しています。大したことではないように聞こえるかもしれませんが、降着プラズマの流入に影響を与えるには十分な強度があり、それによってブラック ホールがどのように栄養を供給するかを制御するのに役立ちます。
2 つの磁場の構造が明らかに類似しているため、他の類似点の可能性について疑問を抱く天文学者もいます。
M87 のブラック ホールは、相対論的ジェットで特に有名です。これは、磁場によって降着円盤から押し上げられ、光速に近い速度まで外側に加速される、厳密に平行化された粒子ビームです。 XNUMX つのジェットが物体の回転軸に沿って見えますが、別のジェットが反対方向に伸びている可能性があります。
磁気構造の類似性を考慮すると、射手座 A* にもこれまで検出されていなかった相対論的ジェットが存在する可能性があります。
不思議な泡
実際、そのようなジェットは天の川の神秘的なフェルミバブルの源である可能性があります。これらは、銀河面の上下 25,000 光年に上昇する XNUMX つの巨大な荷電粒子のプルームです。ほんの数百万年前のものと推定されており、銀河の中心から発生していますが、その原因は不明です。
しかし、ユンシ氏は、ジェットは高度に平行化されているのに対し、フェルミバブルはより広範囲に広がり、ほとんど爆発に似ていると指摘する。そして、2つのブラックホールの類似点を「興味深い」と考えている一方で、ユンシ氏はこう語った。 物理学の世界 私たちの銀河のブラックホールにジェットがあるという彼の懐疑について。
「これを自由に拡大解釈して、もしかしたらジェット機が存在する可能性がある証拠かもしれないと言う人もいるかもしれません」と彼は言う。 「あるいは、将来的にはより高い解像度でより良いデータが必要になる可能性があり、偏光パターンが少し変化することが分かるかもしれません。」
急速な変化
M87 は 53 万光年離れており、そのブラックホール降着円盤は巨大であるため、これら 26,000 つの要因は、MXNUMX が短期間ではあまり変化しないことを意味します。射手座 A* は約 XNUMX 光年の距離で私たちにはるかに近く、その降着円盤がはるかに小さいため、EHT は降着円盤が数分から数時間かけて変化するのを観察できることを意味します。
したがって、2022年に公開された射手座A*の最初の画像（偏光ではなく明るさ）は、ブラックホールの時間平均画像であり、ユンシ氏は、ブラックホールの時間平均画像が偶然に一致した可能性があると指摘している。磁場はM87に似ているため、ジェットの探索は無駄になる可能性がある。
「射手座 A* は非常に急速に変化しているため、画像に見られる構造にはより多くの不確実性があります」とユンシ氏は言います。 「長期的な監視が必要です。なぜなら、私たちが今観察しているのは、たまたま M87 のように見える単なるまぐれである可能性があり、実際には、一般的な時間平均の状態を表しているわけではないからです。このイメージは今後数年で大きく変わるかもしれません。」
天候がよければ、EHT は毎年射手座 A* を観測しており、最近では今年 87 月に観測されています。また、M87 のブラックホールの監視も続けており、他の銀河にある超大質量ブラックホールの検出も試みています。ブラックホールが観測されれば観測されるほど、いて座A*やMXNUMXのブラックホールが本当に典型的な例なのかどうかが分かるようになる。
この観察結果は、次の 2 つの論文で説明されています。 天体物理学ジャーナルの手紙。紙1枚 偏光測定をカバーします もう一方 それらの影響を説明する.
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- 情報源： https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/
