Чёрная дыра монстра в центре Млечного Пути жутко тиха, и теперь астрономы думают, что знают, почему.
Вокруг него намотаны невидимые линии магнитного поля - исследователи уже подозревали об этом. Но новые изображения показывают, что эти невидимые линии образуют структуру, которая простирается через световые годы в пространстве и может быть достаточно мощной, чтобы не дать материалу упасть в черную дыру. И если гигантские магнитные поля выбивают материал на орбиту, которая находится вне хватки черной дыры, это может объяснить, почему она в основном дремлет. На самом деле, он настолько тусклый, что магнитар может затмить его в небе.
«Спиральная форма магнитного поля направляет газ на орбиту вокруг черной дыры», - заявил в своем заявлении НАСА К. Даррен Доуэлл, ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА и ведущий автор исследования. «Это может объяснить, почему наша черная дыра тиха, в то время как другие активны».
Когда материал выходит за горизонт событий черной дыры, он исчезает навсегда. Пространство за горизонтом событий, с нашей точки зрения, действительно черное. Там нет ничего, чтобы увидеть там. Но, как показывает телескоп «Горизонт событий» сверхмассивной черной дыры в Деве. Галактика этой весной показала, что горизонт событий вокруг черной дыры часто окутан облаками падающего материала. И этот материал движется так быстро и создает так много трения, что сияет, создавая световые шоу, которые астрономы могут видеть с Земли.
Некоторые сверхмассивные чёрные дыры постоянно ставят на подобные световые шоу. Но Стрелец А * является одним из наиболее распространенных, «покоящихся» типов сверхмассивной черной дыры. Структура, кажется, не поглощает много материала. И команда Доуэлла подозревает, что эти сильные магнитные поля могут быть причиной.
Чтобы нанести на карту линии магнитного поля, группа исследователей указала на Стрелец А * инфракрасный телескоп НАСА под названием SOFIA, установленный на задней части самолета Боинг-747. Они официально еще не опубликовали свои результаты, но исследователи представили свои результаты на июньском заседании Американского астрономического общества и описали их в заявлении НАСА. Конечно, София не могла видеть невидимые линии, но могла видеть частицы пыли, плавающие в этих линиях. И структура магнитного поля заставила все частицы указывать в одном направлении. Эти выровненные частицы, в свою очередь, поляризовали инфракрасный свет, проходящий сквозь пыль - почти так же, как солнечные очки могут поляризовать проходящий через них свет - позволяя исследователям выяснить, где были линии и в каком направлении они указывали.
Астрономы, не участвовавшие в исследовании, сказали, что измерение линий магнитного поля было захватывающим, но скептически относились к тому, что эти линии полностью учитывают спокойное состояние черной дыры. (Каждый из них также отметил, что трудно полностью оценить работу до публикации статьи.)
Эрин Боннинг, астрофизик и исследователь черных дыр в Университете Эмори, который не участвовал в работе SOFIA, указала, что изображение линий магнитного поля имеет ширину около 10 световых лет, где 1 световой год равен примерно 5,9 трлн. миль (9,5 триллиона километров). Это намного шире, чем Стрелец А * - объект, который вписался бы в нашу солнечную систему - и поэтому слишком велик, чтобы захватывать детали в непосредственной близости от черной дыры. По ее словам, в этом более узком и более близком регионе ожидаются самые важные события, выбивающие материал в черную дыру - или удерживающие материал в страхе.
«Пресс-релиз, кажется, предполагает, что магнитное поле направляет материал на орбиту, которая« пропускает »черную дыру. Это было бы правдоподобным объяснением отсутствия сильной аккреции на Sgr A *», - написал Боннинг в электронном письме Живая Наука.
Однако она указала, что вы не обязательно ожидаете, что материал упадет в черную дыру даже без магнитного поля. Большинству сверхмассивных черных дыр не удается поглотить столько материала - возможно, потому, что большая часть его накапливается в аккреционном диске, вращающемся вокруг темного космического зверя, - и остается довольно тихой.
«Вы можете думать об этом так: массивно, как Sgr A *, это физически * крошечная * цель в астрономических масштабах. Чтобы заставить вещество упасть в окрестности горизонта событий, оно должно двигаться более или менее прямо к нему ", сказал Боннинг.
По ее словам, это чаще всего происходит в галактиках, которые недавно подверглись насильственным слияниям. Но Млечный Путь не подвергся такому недавнему слиянию.
«Если вы структурировали магнитные поля в световых годах от черной дыры, достаточно сильной, чтобы направлять движение газа, возможно, это дополнительный механизм, предотвращающий попадание вещества в галактические центры», - сказал Боннинг.
Но это не значит, что магнитное поле является основным механизмом, обеспечивающим спокойствие черной дыры.
Мисти Бенц, астрофизик из Университета штата Джорджия, который также не принимал участия в исследовании, отметил, что даже если магнитные поля играют важную роль в сохранении Стрельца А * тихим, это не означает, что подобные силы действуют вокруг тихого сверхмассива. черные дыры в других галактиках.
«Наша галактика немного особенная, потому что наше расположение внутри нее означает, что мы можем детально изучить многие свойства и регионы», - сказала она. «Другие галактики, однако, как правило, слишком далеки, чтобы достичь того же уровня разрешения и детализации, особенно когда мы говорим о людной среде в их галактических центрах».
И то, что верно в Млечном Пути, может быть не так в других местах.
«Может быть множество разных причин, по которым другие черные дыры не питаются, включая ударные волны и ветры от взрывов сверхновых, которые выталкивают газ из центра галактики, или просто может быть полное отсутствие газа в центре галактики», Бенц сказал.
Симеон Бёрд, астрофизик из Калифорнийского университета в Риверсайде, который также не принимал участия в исследовании, сказал Live Science, что «магнитные поля, безусловно, могут помочь объяснить, почему одни чёрные дыры затихают, а другие активны», но, как заметил Бенц, «Все остальные сверхмассивные черные дыры находятся намного дальше, поэтому измерить магнитные поля вокруг них нелегко».
Как и Бенц, Берд интересуется другими объяснениями того, почему черные дыры затихают.
«Другая возможность, которая может помочь сохранить черные дыры в неподвижном состоянии, заключается в том, что во время активной фазы черная дыра нагревает газ вокруг себя до такой степени, что она полностью разрушается», - сказал он. «Если черная дыра очень активна, энергия черной дыры может полностью удалить газ, выбить его из галактики».
И как только это произойдет, эта черная дыра, вероятно, затихнет.
Тем не менее, несмотря на некоторый скептицизм в отношении того, что линии магнитного поля могут полностью объяснить, почему Стрелец А * такой тихий - или что другие сверхмассивные черные дыры молчат по той же причине - Боннинг, Бентц и Берд назвали исследование важным, заявив, что оно предлагает астрономам новое ключи к раскрытию тайн сверхмассивного поведения черной дыры.
«Каждое открытие, как и роль магнитных полей вокруг Стрельца А *, помогает обеспечить одну часть головоломки, и с достаточным количеством частей головоломки мы можем надеяться понять жизненные циклы галактик и черные дыры, которые они содержат», - Бенц сказал.
Примечание редактора: из-за ошибки в процессе редактирования эта статья изначально неверно указала продолжительность светового года. Фактически, для прохождения 5,9 триллиона миль (9,5 триллиона километров) в вакууме требуется 1 год.
