銀河系中心有「超大磁場」,它讓星際物質繞著黑洞轉而不被吸進去

銀河系中心磁場圖。圖片來源:NASA

銀河系中心有質量約 430 萬個太陽的巨大黑洞,強大重力拉扯著附近的星球。但除了重力之外,近日 NASA 的 SOFIA 天文台發現,銀河系中心還有強大的磁場,控制了黑洞附近的物體,讓它們繞著黑洞轉,不被黑洞吸進去。

這個發現,解答了銀河系的兩個謎團。

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SOFIA 繪製銀河系中心磁場圖

SOFIA 的全稱是 Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy(中文為同溫層紅外線天文台),是由 NASA、德國航太太空中心、大學太空研究協會(URSA)合作建立的天文台,主要任務是研究行星表面與大氣組成、彗星的組成與演化過程、恆星的誕生,以及星際物質的物理化學性質等等。

SOFIA 的觀測器安裝在波音飛機上,每週約進行 3 到 4 次的飛行觀測任務。進行觀測時,飛機的飛行高度是 45,000 英尺(約 13 公里),免除掉 99% 的大氣水分子干擾。

近年 SOFIA 用全新的紅外線儀器,觀測與磁場線垂直的天體塵埃,繪製出銀河系中心的詳細磁場圖。SOFIA 在美國天文學會(American Astronomical Society)發表該磁場圖。而這個磁場圖的誕生,讓兩個銀河系的謎團得到解答。

銀河系中心的兩個謎團:黑洞特別沉寂、恆星數量比理論少

科學家發現,相較於其他星系,銀河系中心的黑洞特別「安靜」;此外,銀河系中心有大量物質,但實際的恆星數量卻比理論還要少。但科學家找不到能解釋這兩個現象的原因;相較於重力,宇宙磁場的研究難度更高,因此科學家大多用重力解釋觀測到的現象。

而銀河系中心磁場圖出爐後,科學家可以用磁場解釋這兩個謎團。由於銀河系中心的磁場力量很強,它讓黑洞附近的物體繞著黑洞轉,不會被黑洞吸進去,黑洞就不會產生黑洞噴流,因此銀河系中心的黑洞才會比較「安靜」。此外,強大的磁場也壓制著物體,讓它們難以凝聚成星球,這就解釋為何銀河系的恆星數量比理論少。

透過磁場,科學家能夠解答更多天文謎團

SOFIA 資深顧問 Joan Schmelz 表示,銀河系中心黑洞有很多現象是無法靠重力解釋的,磁場提供新的洞見,幫助科學家解答一些謎團。外媒《Phys Org》用地球與太陽來類比磁場效應:地球磁場會改變太陽風的方向,讓地球免於高能粒子的干擾,並在南北兩極產生集光;而太陽磁場會控制太陽大氣層內的電漿,產生耀斑等現象。銀河系中心的磁場也在用某種方式影響星體。

因此磁場對星體的影響重大。科學家的下一步,是了解銀河系中心磁場的角色,以及它們與重力之間的交互作用。透過磁場,科學家將解答更多天文迷團,讓人類更了解宇宙的樣貌。

參考資料來源:
1.《NASA》:〈Magnetic Fields Force New Perspective on the Center of Our Milky Way Galaxy
2.《NASA》:〈Magnetic Field May Be Keeping Milky Way’s Black Hole Quiet
3.《Phys Org》:〈Magnetic fields force new perspective on Milky Way’s black hole
(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:NASA

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