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【資料圖】

超大質量黑洞存在于大多數星系的中心，我們的銀河系也不例外。但是許多其他星系都有高度活躍的黑洞，這意味著很多物質落入其中，在這種“喂食”過程中會發出高能輻射。另一方面，銀河系的中央黑洞相對安靜。來自美國宇航局紅外天文學平流層觀測站SOFIA的新觀測結果正在幫助科學家們了解有源和安靜黑洞之間的差異。

這些結果給出了關于銀河系中心強磁場的前所未有的信息。科學家使用SOFIA的最新儀器，即高分辨率機載寬帶相機，HAWC +來進行這些測量。

磁場是影響帶電粒子路徑的不可見力，并對整個宇宙中物質的運動和演化產生重大影響。但磁場不能直接成像，因此它們的作用尚不清楚。HAWC +儀器檢測天體塵埃粒子發出的偏振遠紅外線，這是人眼看不到的。這些晶粒垂直于磁場排列。根據SOFIA的結果，天文學家可以繪制形狀并推斷出其他不可見磁場的強度，從而有助于可視化這種自然的基本力量。

“這是我們真正能夠看到磁場和星際物質如何相互作用的第一個實例之一，”加州硅谷NASA艾姆斯研究中心大學空間研究中心天體物理學家Joan Schmelz指出，他是合著者。一篇描述觀察結果的論文。“HAWC +是一個改變游戲規則的人。”

來自SOFIA的先前觀察顯示，在銀河系的黑洞軌道上傾斜的氣體和塵埃環，稱為射手座A *(發音為“射手座A-星”)。但是新的HAWC +數據提供了該區域磁場的獨特視圖，這似乎可追溯該地區過去10萬年的歷史。

這些SOFIA磁場觀測的詳細信息在2019年6月的美國天文學會會議上公布，并將提交給天體物理學雜志。

黑洞的引力主導著銀河系中心的動力學，但磁場的作用一直是個謎。用HAWC +進行的新觀察表明，磁場強度足以約束氣體的湍流運動。如果磁場引導氣體使其流入黑洞本身，則黑洞活躍，因為它正在吃大量的氣體。然而，如果磁場引導氣體使其流入圍繞黑洞的軌道，則黑洞是安靜的，因為它不會吸收任何否則最終會形成新恒星的氣體。

研究人員將來自SOFIA攝像機的中紅外圖像與新的流線相結合，可以顯示磁場的方向。藍色y形結構(見圖)是朝向黑洞落下的溫暖材料，其位于y形的兩個臂相交的位置附近。在圖像上分層磁場結構表明磁場遵循塵埃結構的形狀。每個藍色臂都有自己的場分量，與環的其余部分完全不同，以粉色顯示。但是也有一些地方可以遠離主要的灰塵結構，例如環的頂部和底部端點。

“磁場的螺旋形狀將氣體引導到黑洞周圍的軌道上，”美國宇航局噴氣推進實驗室的科學家達倫·道威爾說，他是HAWC +儀器的首席研究員，也是該研究的主要作者。“這可以解釋為什么我們的黑洞很安靜，而其他黑洞則很活躍。”

新的SOFIA和HAWC +觀測有助于確定超大質量黑洞的極端環境中的物質如何與其相互作用，包括解決為什么銀河系中心黑洞相對微弱而其他星系中的黑洞如此明亮的長期問題。