這個黑洞射流很奇怪,它居然是雙螺旋結構的,原因是什麼?

強磁場塑造雙螺旋結構黑洞射流

近期一張橢圓星系梅西爾87的照片顯示了一個具有螺旋瓶塞狀結構的強大噴流。噴射流從位于星系中心的黑洞延伸8000光年。(圖片來源:Pasetto等人,Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF)

從一個超大質量黑洞噴射出的一股非凡的星系噴射流擁有一個螺旋瓶塞結構,新的地面望遠鏡的視圖顯示。

該黑洞位于一個名為梅西耶87 (M87)的橢圓星系的中心,距離地球大約5500萬光年。這個黑洞——是第一個,也是唯一一個被拍到的——它的質量大約是太陽的65億倍,并噴射出一股物質流,也被稱為星系噴射。

利用美國國家科學基金會在新墨西哥州的卡爾·G·揚斯基甚大陣列(VLA),天文學家發現,這個噴射流是由一個從M87中心黑洞延伸近3300光年的螺旋形磁場引導的。根據國家射電天文臺的聲明,這是迄今為止在星系噴射流中探測到的最長的磁場。

「得益于在梅西爾87 (M87)星系的幾個不同的無線電波長拍攝高質量的VLA圖像,我們能夠首次揭示這一射流磁場的三維結構,」這項研究的主要作者、墨西哥國立自治大學的天文學家Alice Pasetto在聲明中說。「噴流中的物質呈雙螺旋結構,類似于DNA的結構。」

研究人員利用VLA的觀測來追蹤從噴流磁場結構發射出的無線電波的偏振或排列,以及射流不同部位的磁場強度。(Alice Pasetto的)說明中提到。

「螺旋磁場預計會靠近黑洞,并被認為在引導物質進入狹窄的射流中發揮了非常重要的作用,」該研究的聯合作者、西班牙巴倫西亞大學的天文學家何塞·M·馬蒂(Jose M. Marti)在聲明中說。「但我們沒想到會發現如此強大的螺旋場向外延伸這麼遠。」

在最近拍攝的M87的VLA圖像中,螺旋形的磁力線從星系中心的黑洞延伸到3300光年。黑洞周圍的磁場將能量和物質噴射到太空中。在本例中,VLA觀測顯示M87射流延伸了大約8000光年。

新的觀測結果表明,射流內物質流動的不穩定可能會產生較高壓力的區域。這反過來可以壓縮磁力線,使它們在M87觀測中所看到的極端距離處更有序,說明中提到。

更重要的是,磁場和銀河射流中不穩定物質流動之間的相互作用被認為是導致M87最近觀測到的雙螺旋結構的原因。

「M87離我們相對較近,它的噴射流非常強大,使其成為絕佳的研究目標,」該研究的合著者、西班牙安達盧西亞天體物理研究所的天體物理學家何塞·L·戈麥斯(Jose L. Gomez)在聲明中說。「它給我們提供的線索可以幫助我們理解這個宇宙中非常重要和普遍存在的現象。」

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