Magnetfältet som omger det supermassiva svarta hålet i mitten av Vintergatan har observerats för första gången. Astronomer som använder Event Horizon Telescope (EHT) har blivit överraskade av fältets ordnade karaktär, som finns i den extremt våldsamma miljön som omger det svarta hålet Skytten A*. Studien kan leda till en bättre förståelse för den avgörande roll som magnetfältet spelar för hur det svarta hålet livnär sig på omgivande materia.

Detta är andra gången som EHT har observerat magnetfältet i ett supermassivt svart hål. År 2021 upptäckte den fältet för det svarta hålet i mitten av galaxen Messier 87 (M87).

Supermassiva svarta hål tros vara omgivna av plasma som virvlar in i gravitationsavgrunden. Detta skapar ett kraftfullt magnetfält, som sedan kan interagera med det infallande materialet. Detta accelererande material avger enorma mängder strålning inklusive radiovågor som polariseras av det lokala magnetfältet.

Globalt nätverk

EHT är ett globalt nätverk av radioteleskop som kan mäta denna polarisation och därför kartlägga magnetfältet som omger ett svart hål.

Skytten A* väger in på cirka 6.6 miljoner solmassor – vilket är tusen gånger mindre massiv än den gigantiska M87. Trots denna enorma skillnad blev EHT-astronomer överraskade av likheten mellan de två objektens magnetfält.

"Vi förväntade oss att hitta någon signatur av magnetfältet helt enkelt för att vi vet att Skytten A* fortfarande matar, bara väldigt långsamt", säger Ziri Younsi från University College London, som är medlem i EHT-teamet. "Vad vi inte förutsåg var att mönstret för polarisationen skulle vara så likt M87 i morfologi."

Alla supermassiva svarta hål som ackreterar materia förväntas ha ett magnetfält som är inbäddat i deras ackretionsskivor. Fältet är förankrat i plasman strax utanför händelsehorisonten och förstärks sedan av det svarta hålets rotation. Det svarta hålet M87 är mycket aktivt med en stor ansamlingsskiva av plasma, jämfört med Skytten A*.

Styr flödet

De magnetiska fälten för båda objekten har magnetfältslinjer i virvelliknande konfigurationer (se figur). Ju närmare linjerna är varandra, desto starkare och mer organiserat är magnetfältet. Younsi uppskattar att den magnetiska fältstyrkan hos Skytten A* är i nivå med den för en kylskåpsmagnet. Även om det kanske inte låter så mycket, är det tillräckligt starkt för att påverka inflödet av anhopande plasma – och hjälper därmed till att kontrollera hur det svarta hålet matas.

Den uppenbara likheten i strukturerna för de två magnetfälten får vissa astronomer att undra över andra möjliga likheter.

M87:s svarta hål är särskilt för sin relativistiska jet. Detta är en tätt kollimerad stråle av partiklar som sveps upp från ansamlingsskivan av magnetfältet och accelereras utåt till nära ljusets hastighet. En stråle är synlig längs objektets rotationsaxel och det är möjligt att en annan sträcker sig i motsatt riktning.

Med tanke på likheten i magnetisk struktur, är det möjligt att Skytten A* också kan vara värd för relativistiska jetstrålar som hittills har blivit oupptäckta.

Mystiska bubblor

Sådana jetstrålar kan faktiskt vara källan till Vintergatans mystiska Fermi-bubblor. Dessa är två enorma plymer av laddade partiklar som stiger 25,000 XNUMX ljusår över och under galaxens plan. De beräknas vara några miljoner år gamla och härstammar från det galaktiska centrumet, men deras orsak är osäker.

Younsi påpekar dock att en jet är mycket kollimerad, medan Fermi-bubblorna spänner över ett bredare område och nästan är som en explosion. Och medan han betraktar likheterna mellan de två svarta hålen som "nyfikna", berättar Younsi Fysikvärlden av hans skepsis att vår galax svarta hål har en jet.

"Man kan ta lite frihet och övertolka detta och säga att det kanske är bevis på att det kan finnas ett jetflygplan", säger han. "Eller så kan det vara så att vi behöver ha bättre data i framtiden med högre upplösning och kanske kommer vi att se att polarisationsmönstret förändras lite."

Snabb förändring

M87 är 53 miljoner ljusår bort, och dess svarthålsaccretionskiva är enorm, så dessa två faktorer betyder att vi inte ser den förändras särskilt mycket under korta tidsramar. Sagittarius A* är mycket närmare oss på ett avstånd av cirka 26,000 XNUMX ljusår, och dess mycket mindre ackretionsskiva gör att EHT kan se ackretionsskivan förändras under loppet av minuter och timmar.

Den första bilden av Skytten A* (ljusstyrka, inte polarisering), som släpptes 2022, var därför en tidsgenomsnittlig bild av det svarta hålet, och Younsi påpekar att det bara kan vara en slump att den tidsgenomsnittliga bilden av magnetfältet liknar M87, vilket betyder att sökningar efter jetstrålar kan vara meningslösa.

"Skytten A* förändras väldigt snabbt, så det finns mycket mer osäkerhet i strukturen som syns på bilden", säger Younsi. "Vi behöver lite långsiktig övervakning, för det vi tittar på just nu kan bara vara en slump som råkar se ut som M87 och den är faktiskt inte representativ för det allmänna tidsgenomsnittliga tillståndet. Det kan vara så att den här bilden förändras mycket under de närmaste åren.”

Om vädret tillåter observerar EHT Skytten A* varje år, senast i april. Den fortsätter också att hålla koll på M87:s svarta hål och försöker upptäcka supermassiva svarta hål i andra galaxer. Ju fler svarta hål som observeras, desto mer kommer vi att veta om Skytten A* och M87:s svarta hål verkligen är typiska exempel.

Observationerna beskrivs i två artiklar i The Astrophysical Journal Letters. Ett papper täcker polarisationsmätningarna och den andra beskriver deras konsekvenser.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/