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我们银河系黑洞周围的强磁场

了解 PSR J1745-2900 脉冲星如何揭示 Sgr A* 和黑洞吸积过程周围的磁场。

作者:Bill Andrews
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一种名为 PSR J1745-2900 的特殊恒星(插图中左侧)帮助天文学家了解到,在我们银河系中心黑洞周围的区域存在一个强大的磁场。图片来源:Ralph Eatough/MPIfR 尽管黑洞是研究中最引人入胜的主题之一,但它们对天文学家来说仍然是神秘的。自近 40 年前被发现以来,我们银河系中心的黑洞 却一直难以被近距离仔细观测,因为(毫不奇怪)黑洞发出的光非常少。幸运的是,近期在我们银河系中心超大质量黑洞附近发现的一颗恒星,现在正帮助科学家们了解这些宇宙谜团的“饮食习惯”。

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一种特殊的恒星

这颗恒星名为 PSR J1745-2900,是一种稀有的恒星。当一颗大质量恒星死亡时,它会坍缩成自身,形成一个几乎完全由中子组成的小恒星。当旋转的中子星从其两极发射出辐射束时,它们被称为脉冲星(“脉动恒星”的简称),因为它们在我们天空中呈现出“闪烁”的外观——就像灯塔的光束只有在照射到你的眼睛时才会显得亮起一样。而某些脉冲星具有极强的磁场,大约是地球磁场的 100,000 亿倍;这些被称为磁星。PSR J1745-2900 是一颗中子星、一颗脉冲星,也是一颗磁星。它恰好非常接近银河系中心名为人马座 A*(Sagittarius A*)的物体,距离不到一光年,而人马座 A* 几乎可以确定是一个超大质量黑洞。这对天文学家来说是极好的消息,因为他们已经寻找了 20 年在人马座 A* 附近寻找一颗脉冲星,因为它可以为他们提供关于该区域磁场的见解。由于脉冲星以非常规则的间隔脉动,它们被称为宇宙时钟,使它们成为极其重要的天体,能够提供测量其周围时空特性的手段。它们提供了一种恒定的基准,可以准确地绘制出有趣的现象。(脉冲星是如此独特,科学家们在先驱者 10 号和 11 号探测器上包含了一个包含 14 颗脉冲星的“地图”,用于标明探测器发射的地点和时间,以便任何偶然发现这些探测器的外星人能够找到地球。)

饥饿的黑洞

今年春天,天文学家发现了 PSR J1745-2900,并且在绝对确定他们终于在人马座 A* 附近找到了一颗脉冲星后,他们开始分析这颗恒星对黑洞说了些什么。本周《自然》杂志的一篇论文详细介绍了他们如何发现一个令人惊讶的、大规模的强磁场充斥着人马座 A* 周围的区域。这种磁场会影响黑洞吞噬或吸积热气的动态和流动模式。强磁场可能会减缓吸积过程,意味着饥饿的黑洞获得的物质更少。这反过来可能回答天文学家关于人马座 A* 发出的辐射的一些问题,并且解释了为什么该黑洞似乎比其他星系中心的黑洞不活跃。目前尚不清楚为什么花了这么长时间才在黑洞附近找到一颗脉冲星,但既然科学家们已经找到了,他们计划充分利用这一点,进行进一步观测,因为这颗脉冲星会缓慢地绕着人马座 A* 运行。如果运气好的话,他们甚至可能找到更多的脉冲星,这将有助于改进对我们本地黑洞的测量。

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