Từ trường bao quanh lỗ đen siêu lớn ở trung tâm Dải Ngân hà lần đầu tiên được quan sát thấy. Các nhà thiên văn học sử dụng Kính viễn vọng Horizon sự kiện (EHT) đã rất ngạc nhiên trước tính chất có trật tự của trường tồn tại trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt xung quanh lỗ đen Sagittarius A*. Nghiên cứu này có thể giúp hiểu rõ hơn về vai trò quan trọng của từ trường trong cách lỗ đen hấp thụ vật chất xung quanh.

Đây là lần thứ hai EHT quan sát được từ trường của một lỗ đen siêu lớn. Năm 2021 nó phát hiện được trường lỗ đen ở trung tâm thiên hà Messier 87 (M87).

Các lỗ đen siêu lớn được cho là được bao quanh bởi plasma đang xoáy vào vực thẳm hấp dẫn. Điều này tạo ra một từ trường mạnh, sau đó có thể tương tác với vật liệu rơi xuống. Vật liệu gia tốc này phát ra một lượng lớn bức xạ bao gồm cả sóng vô tuyến bị phân cực bởi từ trường cục bộ.

Mạng lưới toàn cầu

EHT là mạng lưới kính thiên văn vô tuyến toàn cầu có thể đo độ phân cực này và từ đó lập bản đồ từ trường xung quanh lỗ đen.

Sagittarius A* nặng khoảng 6.6 triệu khối lượng mặt trời – nhỏ hơn một nghìn lần so với khối lượng khổng lồ M87. Bất chấp sự khác biệt to lớn này, các nhà thiên văn học EHT vẫn ngạc nhiên trước sự giống nhau về từ trường của hai vật thể.

“Chúng tôi kỳ vọng sẽ tìm thấy một số dấu hiệu của từ trường đơn giản vì chúng tôi biết Nhân Mã A* vẫn đang ăn, chỉ là rất chậm thôi,” nói Ziri Younsi của Đại học College London, thành viên của nhóm EHT. “Điều chúng tôi không lường trước được là mô hình phân cực sẽ rất giống về mặt hình thái với M87.”

Tất cả các lỗ đen siêu lớn tích tụ vật chất đều được cho là có từ trường gắn trong các đĩa bồi tụ của chúng. Trường được neo trong plasma ngay bên ngoài chân trời sự kiện và sau đó được khuếch đại bởi chuyển động quay của lỗ đen. Lỗ đen M87 hoạt động rất tích cực với một đĩa plasma bồi tụ lớn, so với Sagittarius A*.

Kiểm soát dòng chảy

Từ trường của cả hai vật đều có các đường sức từ có dạng xoáy (xem hình). Các đường càng gần nhau thì từ trường càng mạnh và có tổ chức. Younsi ước tính cường độ từ trường của Nhân Mã A* ngang bằng với nam châm tủ lạnh. Mặc dù điều đó nghe có vẻ không nhiều nhưng nó đủ mạnh để ảnh hưởng đến dòng plasma bồi tụ đi vào – từ đó giúp kiểm soát cách thức ăn của lỗ đen.

Sự giống nhau rõ ràng trong cấu trúc của hai từ trường khiến một số nhà thiên văn học băn khoăn về những điểm tương đồng khác có thể có.

Lỗ đen của M87 đáng chú ý vì dòng phản lực tương đối của nó. Đây là chùm hạt chuẩn trực chặt chẽ được từ trường cuốn lên từ đĩa bồi tụ và được gia tốc hướng ra ngoài gần bằng tốc độ ánh sáng. Một tia có thể nhìn thấy dọc theo trục quay của vật thể và có thể một tia khác kéo dài theo hướng ngược lại.

Do sự giống nhau về cấu trúc từ tính, có khả năng Sagittarius A* cũng có thể chứa các tia tương đối tính cho đến nay vẫn chưa được phát hiện.

Bong bóng bí ẩn

Thật vậy, những dòng phản lực như vậy có thể là nguồn gốc của Bong bóng Fermi bí ẩn trong Dải Ngân hà. Đây là hai chùm hạt tích điện khổng lồ bay lên phía trên và phía dưới mặt phẳng của thiên hà 25,000 năm ánh sáng. Ước tính chỉ vài triệu năm tuổi, chúng có nguồn gốc từ trung tâm thiên hà, nhưng nguyên nhân của chúng vẫn chưa rõ ràng.

Tuy nhiên, Younsi chỉ ra rằng một tia có độ chuẩn trực cao, trong khi Bong bóng Fermi trải rộng trên một diện tích rộng hơn và gần giống như một vụ nổ. Và trong khi anh ấy coi những điểm tương đồng giữa hai lỗ đen là “tò mò”, Younsi nói Thế giới vật lý về sự hoài nghi của ông rằng lỗ đen trong thiên hà của chúng ta có dòng phản lực.

“Người ta có thể thoải mái giải thích điều này một chút và nói rằng có thể đó là bằng chứng cho thấy có thể có máy bay phản lực,” ông nói. “Hoặc có thể là trong tương lai chúng ta cần có dữ liệu tốt hơn ở độ phân giải cao hơn và có thể chúng ta sẽ thấy kiểu phân cực thay đổi một chút.”

Sự thay đổi nhanh chóng

M87 cách chúng ta 53 triệu năm ánh sáng và đĩa bồi tụ lỗ đen của nó rất lớn, vì vậy hai yếu tố đó có nghĩa là chúng ta không thấy nó thay đổi nhiều trong các khung thời gian ngắn. Nhân Mã A* ở gần chúng ta hơn nhiều ở khoảng cách khoảng 26,000 năm ánh sáng và đĩa bồi tụ nhỏ hơn nhiều của nó có nghĩa là EHT có thể thấy đĩa bồi tụ thay đổi theo từng phút và giờ.

Do đó, hình ảnh đầu tiên của Nhân Mã A* (độ sáng, không phải phân cực), được công bố vào năm 2022, là hình ảnh trung bình theo thời gian của lỗ đen và Younsi chỉ ra rằng đó có thể chỉ là sự trùng hợp ngẫu nhiên khi hình ảnh trung bình theo thời gian của từ trường trông giống như M87, có nghĩa là việc tìm kiếm máy bay phản lực có thể vô ích.

Younsi cho biết: “Nhân Mã A* đang thay đổi rất nhanh, do đó có nhiều sự không chắc chắn hơn trong cấu trúc nhìn thấy trong ảnh”. “Chúng tôi cần một số giám sát dài hạn, bởi vì những gì chúng tôi đang xem xét hiện tại có thể chỉ là một sự trùng hợp ngẫu nhiên trông giống như M87 và thực sự nó không đại diện cho trạng thái trung bình theo thời gian chung. Có thể hình ảnh này sẽ thay đổi rất nhiều trong vài năm tới.”

Khi thời tiết cho phép, EHT quan sát Nhân Mã A* hàng năm, gần đây nhất là vào tháng 87 này. Nó cũng đang tiếp tục theo dõi lỗ đen của M87 và đang cố gắng phát hiện các lỗ đen siêu lớn ở các thiên hà khác. Càng quan sát nhiều lỗ đen, chúng ta càng biết liệu lỗ đen của Sagittarius A* và MXNUMX có thực sự là những ví dụ điển hình hay không.

Các quan sát được mô tả trong hai bài báo ở Tạp chí Vật lý Thiên văn. Một tờ giấy bao gồm các phép đo phân cực và điều khác mô tả ý nghĩa của chúng.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/