“法拉第效应”是测量磁星磁场的基础(下)

邓如山 2023-01-18 22:51:20

磁星的超强磁场或者加强了黑洞吸积周围气体的功能,或者减弱了黑洞吸积周围气体的过程。脉冲星PSRJ1745—2900的发现有助于科学家测量周围区域的磁场强度,从吸积流的产生处到星系中心的黑洞,测量结果证明,存在一个大规模的超强磁场。马克斯·普朗克研究所下属射电天文学所(MPIFR)的主任和基础物理学研究项目的负责人迈克尔·克莱默解释说,科学家为了认识银心或sgrA*的特性,从气体跌入黑洞的吸积过程入手,气体磁化是一个关键性参数,科学家对吸积流结构的的认识十分有限。

科学团队通过脉冲星特征的发现,测量了吸积流始发地的磁场强度,周围的气体物质被吸积后最终卷入了星系中心大质量的黑洞。电离化气体激发了磁场,电离气体被自然地吸积到黑洞的视界边缘,电离化气体的形成解释了从黑洞周围发射的射电波和X射线,一直以来,科学家将不同波段的电磁辐射与黑洞本身联系起来,银心黑洞附近区域的超强磁场可能抑制了黑洞对电离化气体的吸积功能,这种情形可能发生,科学团队似乎找到了银心处于“饥饿”状态的线索,其它星系中心的超大质量黑洞似乎没有“吃不饱”的现象。

很多的观测证据表明,在银河系中心隐居了一个威力巨大的黑洞。马克斯·普朗克研究所位于加尔兴等地的研究机构选择了国际合作的研究方式,地外天体物理学家精确测量了星系中心黑洞的质量,然而,他们对黑洞的很多性质知之甚少,黑洞是宇宙中最为神秘的天体。银心附近的磁星有助于科学家解释一些天文观察的结果,磁星是宇宙中稀有的天体,它们在脉冲星群体中显得弥足珍贵,从目前的观测资料进行统计,平均每2000颗脉冲星包含了4颗磁星。

银河系中心似乎有大群的脉冲星,在过去的脉冲星探测行动中没有发现它们的踪迹,有一种可能的解释,银心有极强的射电波散射,磁星PSRJ1745—2900的特征则反驳了这类猜测。银心区域的射电波散射表现得复杂和不协调,越是靠近中心的黑洞区域,射电波散射的复杂性和不协调性更为明显。在银心附近区域发现的磁星与黑洞边缘的距离十分遥远,科学团队难以探测黑洞的时空结构,磁星PSRJ1745—2900的轨道半径远离了银心黑洞,该磁星最小的旋转周期为500年。

磁星通常喧闹异常,即使充当了“宇宙时钟”,也是一个不准确的时间“闹钟”。马克斯·普朗克研究所下属的射电天文学所(MPIFR)的拉尔夫·伊塔夫解释说,科学团队希望发现一颗快速旋转的脉冲星,理想位置的脉冲星靠近了银心sgrA*,近银心磁星的特性适用于更为精确地测定时间。银心磁星的发现增加了科学家的信念,在未来的磁星探测中将会找到靠近银心的脉冲星。

拉尔夫·伊塔夫带队了一支国际化的科学团队,他们将观测的发现成果发表在《自然》杂志上,论文的题目是“在银心超大质量黑洞的周围有超强的磁场”,与此同时,澳大利亚射电天文台的一支科学团队发表了对同一颗磁星观测和分析的结果,论文的题目是“在银河系中心附近探测一颗磁星的射电特性——从澳大利亚的紧凑望远镜阵列得到的观测结果”,澳大利亚天文台的天文学家香农和约翰斯顿带领了这支科学团队,他们把观测的成果发表在英国皇家天文协会创办的刊物《每月通讯》上。

(编译:2021-8-22)

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邓如山

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