眾所周知，黑洞能夠吞噬附近的一切事物，包括光。然而銀河系中心的黑洞貌似遇到了“對手”。

近期在美國天文學(xué)會的一次會議上，一項最新公布的研究表明，銀河系中心附近的磁場強大到能夠阻礙黑洞周圍的物質(zhì)被吞噬。這一研究結(jié)果或?qū)⒂兄诮獯痖L期以來籠罩在銀河系相關(guān)研究領(lǐng)域的兩大謎團，即為何銀河系中心黑洞相對“安靜”，以及為何銀河系核心區(qū)域新恒星“低產(chǎn)”。

阻礙黑洞吞噬 抑制恒星誕生

如果有幸觀測到正在“進食”的黑洞，你就會發(fā)現(xiàn)，其實黑洞周圍并非是漆黑一片，而是環(huán)繞著明亮的吸積盤，并不時噴射出一股股噴流，照亮周圍很大一片區(qū)域。

事實上，這些光并非是從黑洞中逃逸而出，而是吸積盤內(nèi)物質(zhì)以極快的速度落入黑洞，物質(zhì)之間的摩擦使它們被加熱至數(shù)十億攝氏度，從而發(fā)出的輻射。

通常來講，星系中心的物質(zhì)密度往往比宇宙中其他區(qū)域密度更高，所以星系中心黑洞擁有著更充足的“糧食儲備”，應(yīng)該很活躍、明亮。然而，實際觀測結(jié)果卻并非如此。事實上，我們觀測到的大部分星系中心的黑洞都處于相對“安靜”的狀態(tài)，暗淡無光，吞噬物質(zhì)的“積極性”很低。銀河系中心黑洞便是其中之一。

為何會如此？此次發(fā)布新成果的研究團隊認為，他們在銀河系中心觀測到的磁場或許能夠解答這一疑問。

“銀河系中心黑洞仍有一些問題無法單靠引力來解釋?！泵绹鐐惐葋喆髮W(xué)空間研究協(xié)會主任瓊·施梅爾茲說，“磁場可能有助于解開這些謎團。”

漫漫宇宙中充斥著大量帶電粒子，如等離子體等。這些粒子的運動可以看成是電荷的運動，導(dǎo)致電場發(fā)生變化從而產(chǎn)生磁場。

“星際空間中普遍存在磁場，星系中心恒星密度往往較高，空間環(huán)境較為復(fù)雜，因此星系中心的磁場可能強度更高、性質(zhì)更復(fù)雜?！敝袊茖W(xué)院國家天文臺研究員陸由俊在接受科技日報記者采訪時表示。

他進一步解釋道，銀河系中心的巨大磁場會給周圍的等離子體等帶電粒子施加一種壓力，即磁壓。黑洞引力作用下，氣體“奔赴”黑洞的過程中也許會受到磁壓影響，到達黑洞附近的氣體物質(zhì)就會比預(yù)期要少很多，從而使黑洞“安靜”下來。

“同理，恒星形成的初期往往需要相對高密度的氣體，而在磁壓的作用下，坍縮的氣體有可能被‘拽住’，造成了銀河系中心區(qū)域的新恒星產(chǎn)量低下?！标懹煽≌f。

在他看來，用磁場去解釋這些銀河系謎團，目前還是研究人員的一種推測。究竟真相如何，還需要更多、更系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)作為支撐。

“飛翔中的天文臺”帶來磁場詳細信息

黑洞能夠通過吸積盤、噴流等現(xiàn)象觀測到，但是磁場本身看不見摸不著，此次研究人員又是如何觀測到銀河系中心的磁場的？

陸由俊告訴記者，可以通過望遠鏡接收到的光子找出其發(fā)射處或所經(jīng)過空間磁場的蛛絲馬跡。比如，星際塵埃粒子會受外磁場的影響從而發(fā)出帶有磁場信息的光子；又或者，光子通過磁場時會產(chǎn)生一些特殊效應(yīng)，比如法拉第旋轉(zhuǎn)，光子的偏振振動方向因磁場產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。研究人員便可從觀測數(shù)據(jù)中抽絲剝繭，計算、模擬出光子發(fā)射處或經(jīng)過空間的磁場特性。

此次研究人員利用的是有“飛翔中的天文臺”美譽的索菲亞天文臺，這是一架被裝載在飛機上的紅外望遠鏡。

天文觀測中紅外波段十分重要，但是地球大氣層的各種成分能夠?qū)y帶天體信息的紅外線吸收或散射掉。為了避免這一問題，索菲亞天文臺將飛機拉升至平流層，如此高度下，絕大部分氣體和水汽產(chǎn)生的干擾都將消失殆盡，所以其獲得的紅外波段觀測效果要遠遠優(yōu)于地面望遠鏡。

近年來，索菲亞天文臺還裝載了高分辨率機載寬帶相機（HAWC+），研究人員就是利用這套先進設(shè)備對銀河系中的塵埃顆粒進行觀測，從而繪制出銀河系中心的詳細“地圖”，展示黑洞周圍不可見的磁場行為。

“這些觀測結(jié)果為我們提供了迄今為止有關(guān)銀河系中心黑洞周圍磁場的最詳細數(shù)據(jù)?！痹擁椦芯亢献髡咧弧⒚绹S拉諾瓦大學(xué)研究人員大衛(wèi)·舒斯表示，HAWC+的分辨率以及靈敏度等性能參數(shù)都比較高，未來將會幫助人類破解更多銀河系的奧秘。