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黑洞磁场强度数值终出炉 堪比自身万有引力(图)

http://www.kexue.com 2014-06-11 10:59:41 科技日报  发表评论

  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。

  “本研究是首次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。”(常丽君)

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