Det monster-sorte hul i midten af Mælkevejen er uhyggeligt stille, og nu tror astronomer, de ved hvorfor.
Der er usynlige magnetfeltlinjer pakket rundt om det - forskere har allerede mistanke om dette. Men nye billeder viser, at disse usete linjer danner en struktur, der strækker sig lysår over rummet og måske er kraftfulde nok til at forhindre, at materiale falder ned i det sorte hul. Og hvis gigantiske magnetfelter baner materiale ind i en bane, der er ude af det sorte huls greb, kan det forklare, hvorfor det hovedsagelig slumrer. Faktisk er den så svag, at en magnet kan overskue den på himlen.
"Det spiralformede magnetfelt kanaliserer gassen til en bane omkring det sorte hul," sagde C. Darren Dowell, en videnskabsmand ved NASAs Jet Propulsion Laboratory og hovedforfatter af undersøgelsen, i en erklæring fra NASA. "Dette kan forklare, hvorfor vores sorte hul er stille, mens andre er aktive."
Når ting falder ud over begivenhedshorisonten for et sort hul, er det funktionelt forsvundet for evigt. Rummet ud over begivenhedshorisonten er fra vores perspektiv virkelig sort. Der er intet at se der. Men som Event Horizon Telescope-billedet af det supermassive sorte hul i Jomfru A-galaksen viste dette forår, er hændelseshorisonten omkring et sort hul ofte pakket ind i skyer af faldende materiale. Og dette materiale bevæger sig så hurtigt og skaber så meget friktion, at det skinner, hvilket skaber lys viser, at astronomer kan se fra Jorden.
Nogle supermassive sorte huller, der er sat på den slags lys viser hele tiden. Men Skytten A * er en af de mere almindelige, "hvilende" typer supermassivt sort hul. Strukturen ser ikke ud til at ødelægge meget materiale. Og Dowells team har mistanke om, at disse intense magnetiske felter kan være grunden.
For at kortlægge magnetfeltlinjerne pegede et forskerhold et NASA-infrarødt teleskop kaldet SOFIA - monteret på bagsiden af et Boeing 747-fly - på Skytten A *. De har ikke formelt offentliggjort deres resultater endnu, men forskerne præsenterede deres resultater på mødet i juni i American Astronomical Society og beskrev dem i NASA-erklæringen. SOFIA kunne naturligvis ikke se de usynlige linjer, men den kunne se støvpartiklerne svæve gennem disse linjer. Og magnetfeltstrukturen fik alle partikler til at pege i en retning. Disse justerede partikler polariserede på sin side det infrarøde lys, der passerede gennem støvet - på omtrent samme måde som solbriller kan polarisere lys, der passerer gennem dem - så forskerne kunne finde ud af, hvor linjerne var, og i hvilken retning de pegede.
Astronomer, der ikke var involveret i forskningen, sagde, at målingen af magnetfeltlinjerne var spændende, men var skeptiske over, at disse linjer fuldt ud stod for det sorte huls stille tilstand. (Hver af dem bemærkede også, at det er vanskeligt at evaluere arbejdet fuldt ud, før papiret offentliggøres.)
Erin Bonning, en astrofysiker og sort hulforsker ved Emory University, der ikke var involveret i SOFIA-arbejdet, påpegede, at billedet af magnetfeltlinierne er omkring 10 lysår på tværs, hvor 1 lysår er lig med ca. 5,9 billioner mil (9,5 billioner kilometer). Det er meget bredere end Skytten A * - et objekt, der ville passe ind i vores solsystem - og er derfor for stor til at fange detaljer i umiddelbar nærhed af det sorte hul. Den mindre, tættere region, sagde hun, er hvor du kunne forvente, at de vigtigste begivenheder, der banker materiale ned i et sort hul - eller holder materialet i skak - finder sted.
"Pressemeddelelsen ser ud til at antyde, at magnetfeltet kanaliserer materialet til en bane, der 'savner' det sorte hul. Dette ville være en plausibel forklaring på manglen på stærk akkretion til Sgr A *," skrev Bonning i en e-mail til Live videnskab.
Dog påpegede hun, at du ikke nødvendigvis ville forvente, at materiale falder ned i et sort hul, selv uden magnetfeltet. De fleste supermassive sorte huller formår ikke at absorbere så meget materiale - måske fordi meget af det hobber sig op i tiltrædelsesdisken, der kredser om det mørke kosmiske udyr - og forbliver temmelig stille.
"Du kan tænke på det på denne måde: Så massiv som Sgr A * er, er det et fysisk * lille * mål på astronomiske skalaer. For at få sagen til at falde i nærheden af begivenhedshorisonten, skal den bevæge sig mere eller mindre direkte mod det, ”sagde Bonning.
Det sker oftest i galakser, der for nylig har gennemgået voldelige fusioner, sagde hun. Men Mælkevejen har ikke gennemgået en sådan nylig fusion.
"Hvis du har strukturerede magnetiske felter lysår væk fra det sorte hul, der er stærk nok til at dirigere gassens bevægelse, kan det være, at dette er en ekstra mekanisme, der forhindrer, at materie trænger ind i galaktiske centre," sagde Bonning.
Men det betyder ikke, at magnetfeltet er den vigtigste mekanisme, der holder det sorte hul stille.
Misty Bentz, en astrofysiker fra Georgia State University, som heller ikke var involveret i forskningen, påpegede, at selvom magnetfelter spiller en vigtig rolle i at holde Skytten A * stille, betyder det ikke, at lignende kræfter er på arbejde omkring stille supermassivt sorte huller i andre galakser.
”Vores galakse er en smule speciel, fordi vores placering inde i den betyder, at vi kan studere mange egenskaber og regioner i detaljer,” sagde hun. "Andre galakser er imidlertid generelt for fjernt til at opnå det samme niveau af opløsning og detaljer, især når vi taler om de overfyldte miljøer i deres galaktiske centre."
Og hvad der er sandt i Mælkevejen, er måske ikke sandt andetsteds.
"Der kan være en række forskellige årsager til, at andre sorte huller ikke fodres, inklusive stødbølger og vinde fra supernovaeksplosioner, der uddriver gassen fra galakse-centret, eller der bare kan være et generelt fravær af gas i galakse-centret," Bentz sagde.
Simeon Bird, en astrofysiker ved University of California, Riverside, som heller ikke var involveret i forskningen, fortalte Live Science, at "Magnetfelter helt sikkert kan hjælpe med at forklare, hvorfor nogle sorte huller er rolige, mens andre er aktive," men som Bentz påpegede , "alle andre supermassive sorte huller er langt længere væk, så det er ikke let at måle magnetfelter omkring dem."
Som Bentz er Bird interesseret i andre forklaringer på, hvorfor sorte huller går stille.
"En anden mulighed, der kan hjælpe med at holde sorte huller i ro, er, at det sorte hul i en aktiv fase opvarmer gassen omkring det til det punkt, hvor det er fuldstændigt forstyrret," sagde han. "Hvis det sorte hul er meget aktiv, kan energien fra det sorte hul muligvis bare fjerne gassen helt og banke den ud af galaksen."
Og når det først sker, ville det sorte hul sandsynligvis gå stille.
Trods en vis skepsis over for magnetfeltlinjerne fuldt ud kunne forklare, hvorfor Skytten A * er så stille - eller at andre supermassive sorte huller er stille af samme grund - Bonning, Bentz og Bird kaldte undersøgelsen vigtig og sagde, at den tilbyder astronomer nye nøgler til at låse op for mysterierne med supermassiv opførsel af sort hul.
"Hver opdagelse, som magnetfelteres rolle rundt Skytten A *, hjælper med at give et stykke af puslespillet, og med nok puslespil kan vi håbe på at forstå livscyklusserne for galakser og de sorte huller, de er vært for," siger Bentz sagde.
Redaktørens note: På grund af en fejl i redigeringsprocessen har denne artikel oprindeligt fejlagtigt længden på et lysår. Det tager faktisk 1 år at rejse 9,5 billioner kilometer i vakuum.
