Być może odkryliśmy supermasywną czarną dziurę, która całkowicie odwraca swoje pole magnetyczne

czarne dziury To potężne kosmiczne silniki. Dostarczają energię za kwazarami i innymi aktywnymi jądrami galaktycznymi (AGN). Wynika to z oddziaływania materii z silnymi polami grawitacyjnymi i magnetycznymi.

Technicznie rzecz biorąc, czarna dziura sama w sobie nie posiada pola magnetycznego, ale otacza ją gęsta plazma niczym dysk akrecyjny. Gdy plazma okrąża czarną dziurę, znajdujące się w niej naładowane cząstki generują prąd elektryczny i pole magnetyczne.

Kierunek przepływu plazmy nie zmienia się automatycznie, więc można by sobie wyobrazić, że pole magnetyczne jest bardzo stabilne. Więc wyobraź sobie zaskoczenie astronomów Kiedy zobaczyli dowody Że pole magnetyczne czarnej dziury uległo odwróceniu magnetycznemu.

W podstawowych terminach pole magnetyczne można przedstawić jako proste pole magnetyczne z biegunami północnym i południowym. Odwrócenie magnetyczne to miejsce, w którym odwraca się kierunek tego wyobrażonego bieguna i odwraca się kierunek pola magnetycznego. Ten efekt jest powszechny wśród gwiazd.

Nasze Słońce odwraca swoje pole magnetyczne co 11 lat, napędzając 11-letni cykl plam słonecznych, który astronomowie obserwowali od XVII wieku. Nawet Ziemia podlega odwróceniu magnetycznemu co kilkaset tysięcy lat.

Uważano jednak, że odwrócenie magnetyczne nie może pochodzić z supermasywnych czarnych dziur.

W 2018 roku zautomatyzowany przegląd nieba wykrył nagłą zmianę w galaktyce oddalonej o 239 milionów lat świetlnych. Galaktyka, znana jako 1ES 1927 + 654, była jasna 100 razy w świetle widzialnym. Krótko po odkryciu obserwatorium Swifta podniosło jego blask w promieniach rentgenowskich i ultrafioletowych. Badania w archiwalnych obserwacjach regionu wykazały, że galaktyka rzeczywiście zaczęła się rozjaśniać pod koniec 2017 roku.

W tamtym czasie uważano, że ta szybka jasność jest spowodowana przejściem gwiazdy w pobliżu supermasywnej czarnej dziury galaktyki. Takie bliskie spotkanie spowodowałoby zaburzenie pływowe, które rozerwałoby gwiazdę na strzępy, a także zakłóciłoby przepływ gazu w dysku akrecyjnym czarnej dziury. Ale to nowe badanie rzuca cień na ten pomysł.

Jak czarna dziura może ulec magnetycznemu odwróceniu. (NASA Goddard/Jay Friedlander)

Zespół przyjrzał się obserwacjom galaktycznej poświaty w pełnym spektrum światła od radia po promieniowanie rentgenowskie. Jedną z rzeczy, które zauważyli, było to, że intensywność promieni rentgenowskich bardzo szybko spadła. Promienie rentgenowskie są często wytwarzane przez naładowane cząstki poruszające się po spirali w intensywnych polach magnetycznych, co wskazuje na nagłą zmianę pola magnetycznego w pobliżu czarnej dziury.

Jednocześnie intensywność światła wzrosła w świetle widzialnym i ultrafioletowym, wskazując, że części dysku akrecyjnego czarnej dziury stają się coraz gorętsze. Żaden z tych efektów nie jest tym, czego można by się spodziewać w przypadku turbulencji pływowych.

Zamiast tego odwrócenie magnetyczne lepiej pasuje do danych. Jak wykazał zespół, kiedy dysk akrecyjny czarnej dziury ulega odwróceniu magnetycznemu, najpierw słabną pola na zewnętrznych krawędziach dysku akrecyjnego. Dzięki temu płyta może się nagrzewać wydajniej.

Jednocześnie słabsze pole magnetyczne oznacza, że ​​naładowane cząstki wytwarzają mniej promieni rentgenowskich. Gdy pole magnetyczne zakończy swoje odbicie, dysk powraca do swojego pierwotnego stanu.

To dopiero pierwsza obserwacja odwrócenia magnetycznego galaktycznej czarnej dziury. Teraz wiemy, że mogą się zdarzyć, ale nie wiemy, jak powszechne są te odwrócenia. Potrzeba więcej obserwacji, aby określić, jak często czarna dziura w galaktyce może stać się trafieniem.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany przez wszechświat dzisiaj. Przeczytać oryginalny artykuł.