噴流中的螺旋磁場：揭開噴流準直機制之謎

已知無論活躍超大質量黑洞，還是成長中原恆星，都會產生噴流。這是一種高速且方向集中的物質與能量外流，然噴流如何保持物質和能量沿固定路徑集中噴出，不隨意太空擴散，此機制一直是天文物理學的長期謎題。

舊研究發現，螺旋磁場在維持超大質量黑洞噴流準直性扮演重要角色。如今利用美國國家科學基金會國家電波天文台的特大天線陣（Very Large Array），首次在原恆星噴流觀測到螺旋磁場存在。這發現與超大質量黑洞噴流觀測到的類似結構呼應，表明螺旋磁場可能是解釋不同尺度天體噴流準直性的關鍵機制。研究結果已發表於《The Astrophysical Journal Letters》（Rodríguez-Kamenetzky et al. 2025）。

天文學家觀測到原恆星噴流有磁場，並推測結構可能是螺旋狀，但未有更詳盡觀測。此次研究前所未有的旋轉測量分析HH 80-81原恆星噴流，校正法拉第旋轉效應（即光穿過磁化電漿時發生的偏振旋轉），成功揭示磁場真實方向。這是首次詳細研究原恆星噴流磁場3D結構。分析前向與後向對向噴流，研究員證實螺旋磁場是噴流系統內在特性，而非由周圍介質交互作用產生的現象。

▲ HH 80-81噴流旋轉測量分析結果。左為顯磁場相量圖；中間以色階表示磁場沿視線方向的方向，紅色表示遠離觀測者，藍色表示朝向觀測者；右為磁場3D結構示意圖，顯示螺旋形結構。（Source：Rodríguez-Kamenetzky et al. 2025, The Astrophysical Journal.）

現在，原恆星噴流與超大質量黑洞噴流（星系尺度）均觀測到螺旋磁場的存在，這強烈暗示噴流準直機制具有跨越不同尺度的共通性。這為螺旋磁場為噴流準直機制的假說提供有力支持，無論噴流來源或尺度如何。這項統一理論有助解開宇宙天體形成與演化過程的複雜物理機制。