黑洞沒有想像中強大?研究指周圍磁場比估計中弱 400 倍

作者 | 發布日期 2017 年 12 月 11 日 12:45 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

黑洞以強烈到足以吞噬光線與恆星的引力、近乎光速拋射物質到太空的絕對力量聞名,但一項分析天鵝座「V404 Cygni」黑洞的新研究表明,當黑洞往外噴射物質時,其周圍磁場強度卻比以前估計的還要少 400 倍,可能因此修改過去的黑洞強磁場加速模型理論。



黑洞本身的磁場弱到可以忽略不計,但它在吸取物質時會在周遭形成一個發光的吸積盤,磁場從這些物質中產生;圓盤上方有一個吸積盤冕,則由磁場控制,它會影響黑洞周圍的氣體流動。

研究主要作者 Yigit Dallilar 在接受《Newsweek》採訪時說,從羅盤、手機到圍繞地球運轉的人造衛星,理解磁場作用都是必不可少的功課,它將物體聚合在一起或推離,就如同你拉開冰箱的感覺。磁場也為黑洞賦予巨大力量,但是到目前為止,科學家對這種磁場的作用與測量甚少,因為這種磁場依賴於黑洞周遭的環境,科學家不了解確切機制,只徒增噴流奧秘。

而為何有少數黑洞在吸取周遭一切物質的同時,會以近乎光的速度吐出「殘渣」粒子(也就是噴流),天文學家不得其解,來自美國佛羅里達大學的團隊便針對在 2015 年 6 月 15 日時,曾短暫爆發噴流數星期的 V404 Cygni 黑洞進行研究。數據來自西班牙的加那利大型望遠鏡(Gran Telescopio Canarias)觀測。

▲ V404 Cygni在 2015 年噴發成像。(Source:By Andrew Beardmore (Univ. of Leicester) and NASA/Swift [Public domain], via Wikimedia Commons

V404 Cygni 為天鵝座中的雙星系統(binary system),包含一個 64 公里寬的黑洞和微類星體,距離地球約 8,000 光年。研究團隊於黑洞爆發噴流時分析周遭的磁場,發現其強度比之前粗略估計的數值還要低大約 400 倍。

換句話說,雖然磁場強度比想像中還要弱,但這也進一步幫助科學家更了解黑洞磁場如何工作,以及物質在極端條件下如何產生種種行為,研究團隊表示,這些知識或許可以擴大核融合能力和 GPS 系統的極限。此外,這項研究也能試圖解決長達半個世紀的問題:當一切物質被吸進黑洞深淵時,為何有些粒子在接近光速的情況下從黑洞中射出。

論文合著者天文學教授斯蒂芬· 艾肯伯里(Stephen Eikenberry)說,這次檢測也讓人驚訝於過去的黑洞模型還太過簡化,我們的理論集中在強磁場加速,認知可能需要因此修正。研究發表在《科學(Science)》雜誌上。

(首圖來源:佛羅里達大學