Ученые изучили роль магнитных полей в «насыщении» черной дыры нашей Галактики

Являются ли магнитные поля важной движущей силой газа, присоединяющегося к сверхмассивной черной дыре (SMBH), подобной той, которая находится в нашей галактике Млечный Путь? Роль магнитных полей в газовой аккреции пока еще мало изучена, а попытки ее наблюдения оказались сложными для астрономов. Исследователи из Института астрономии и астрофизики Academia Sinica (ASIAA), Тайвань, во главе с доктором Пей-Ин Си, впервые получили подробные данные при помощи инструментов на телескопе Джеймса Клерка Максвелла (JCMT). Их результат дает неопровержимое доказательство того, что ориентация магнитного поля находится в соответствии с молекулярным валом и ионизованными стримерами, вращающимися относительно Стрельца А * — черной дыры в центре Млечного Пути. Результаты опубликованы в журнале Astrophysical Journal в 2018 году.

Sgr A * — считается лучшим образцом для изучения черной дыры, которая насыщает Стрелец A * (Sgr A *), — ближайший SMBH к Земле и именно поэтому являлся целью для многих ученых, которые хотели понять природу газовой аккреции в течение последних десятилетий. последние десятилетия. Наблюдение за аккрецией газа SMBH имеет решающее значение для понимания того, каким именно образом они выделяют такую огромную энергию.

Кругоядерный диск (CND) является молекулярным валом, вращающимся относительно Sgr A *, внутри которого находятся ионизированные газовые стримеры, называемые мини-спиралями (также называемыми Sgr A West), заполняющими молекулярную полость. Предполагается, что мини-спираль исходит из внутреннего края CND. Поэтому CND, являясь ближайшим «продовольственным резервуаром» Sgr A *, имеет решающее значение для понимания питания Sgr A *. Тем не менее, поиск физических доказательств взаимосвязи CND и мини-спирали озадачил астрономов еще тогда, когда они были обнаружены — 35 лет назад.

В последние десятилетия были проведены детальные измерения динамических движений, наблюдающихся вокруг Sgr A *, но его магнитное поле та и не было подробно изучено. Происходило это исключительно из-за того, что оказалось трудно измерить слабо поляризованный сигнал, генерируемый магнитным полем. Но ученые предположили, что магнитное поле будет влиять на материал, вращающегося внутри и вокруг CND, поскольку магнитное напряжение, действующее на вращающийся диск, может давать крутящий момент необходимый для выброса вращающегося газа и, таким образом, притока газа. Кроме того, сила магнитного растяжения способна и вовсе вывести газ из черной дыры.

Воспользовавшись превосходными атмосферными условиями Мауна-Кеа на высоте 4000 метров и большими размерами апертуры JCMT (диаметр 15 м), ученым удалось завершить эксперимент на основании субмиллиметровых и поляризационных данных, полученных из центра галактики и выявить роль магнитного поля.

Астрономы использовали данные поляризации пыли, полученные прибором JCMT-SCUPOL, для изображения ориентации магнитного поля. Подробное сравнение с интерферометрическими картами с более высоким разрешением из массива субмиллиметров (SMA) показывает, что магнитное поле выравнивается с CND. Более того, самые близкие наблюдаемые линии магнитного поля также, по-видимому, отслеживаются и согласованы с мини-спиралью когерентно. Это первая попытка выявить след притока, связывающего CND и мини-спираль, обнаруженные 35 лет назад. Сравнение модели и данных подтверждает ключевую идею о том, что CND и мини-спираль могут рассматриваться как система когерентного притока.

Таким образом исследователи обнаружили, что магнитное поле динамически значимо как по отношению к CND, так и по отношению к мини-спирали. Это открытие указывает на то, что магнитное поле способно направлять движение ионизированных частиц, образовавшихся в CND, и производить наблюдаемую спиральную структуру мини-спирали. Результаты показали, что магнитное поле имеет решающее значение для объяснения структуры притока, а также помогли исследователям понять картину притока в других галактиках с черными дырами, подобными Sgr A *.