科学家惊异发现:银河系中心的黑洞处有一个“线头”


天文学家在银河系中心超大质量黑洞附近发现了一根长度2.3光年的“线头”。

这一奇特的结构本身是在2012年发现的,但新的观测图像暗示这条长长的线似乎与我们银河系的黑暗心脏相当亲密。虽然高精度的观测有助于缩短“它是什么”的备选答案列表,但我们依然无法做出确切的回答。

一小组研究人员使用美国国家射电天文台(NRAO)Karl G. Jansky超大阵列采集的数据生成了这幅图像,并应用了一种新颖的成像技术来帮助展现更加丰富的细节。


银河系中心的巨大黑洞处有一个“线头”
来自NSF的Karl G. Jansky超大阵列的无线电图像
(NSF / VLA / UCLA / M。Morris等)

对于很多人来说,它们看起来像是地狱张开了血盆大口,而一根牙齿上粘着的牙线。对于天文学家来说,这却是一个令人兴奋到难以入睡的问题。

来自剑桥哈佛——史密森天体物理中心的天文学家Jun-Hui Zhao说:“科学的最令人兴奋的一点就是揭开大自然某个不为人知的奥秘。虽然我们目前还没有找到答案,探索它的途径也是非常有趣的,这个结果将激励天文学家们用更先进的技术来建造下一代射电望远镜。”

在宇宙中出现的细长气态物质或发光粒子线,并非什么罕见的现象。

据天文学家观测,这种结构——也被称为非热射电长丝(NRF)——在我们星系中心的四周浮动。大多数比我们这个更长,但其起源仍然是一个谜。

原本有人怀疑它们与银河系的磁场有关,但随着更多的细丝沿着奇异的方向流动,这一想法很快就被扔进历史的垃圾箱。

是什么让这一个特别不寻常的是,它似乎在给名为人马座A *(Sgr A *)的黑洞事件视界挠痒痒,这个巨大的黑洞占据了我们银河系的中间位置,比我们的太阳重四百万倍。

这就给“为什么在电磁波谱的无线电波部分,长粒子束激发出光子”提供了一些开放性的解释。

首先,让我们把最不激动人心的选项排除在外。NRF只是运动到特殊的位置,看起来像连接到一个黑洞。

换句话说,它只是镜头前落了一根头发的天文等价说法。但是根据天文学家的说法,这是不太可能的——即使我们不能彻底排除掉它。

最受人欢迎的假设是,线丝是由从Sgr A *抛射出的粒子组成。

被拽入黑洞的粒子的漩涡路径会产生一个强大的磁场,从而起到粒子加速器的作用。磁场推动视界边缘的带电粒子以近乎荒谬的速度在射出,这就可以为一个稀薄的、发光的气流状丝线做出解释。

另一个不太可能的(但更令人兴奋的)可能性是,它实际上是一个被称为宇宙弦的理论上的假象物质。

宇宙弦被认为是巨大的一维“拓扑”缺陷,随着空间的扩大,在真空的不同部分之间形成。换句话说,就像我们婴儿宇宙在分裂时形成的裂缝一样。

鉴于这种东西应该是具有绝对巨大的尺度,如果宇宙弦存在,那么银河系的中间将是我们附近最可能找到它的地方。

到目前为止我们尚无定论,所以天文学家们还在收集更多的证据来排除掉其中的多余假设。

但无论如何,银河系中间保持固定位置的丝状物质的对于天文学来说是一个福音。至少,不会轻易地跟丢它。如果它是从Sgr A *射出的粒子,那么在这个高度混乱的区域,它将传达给我们更多关于磁场的信息。

与此同时,在真实宇宙中发现一条宇宙弦将是一个极其了不起的伟大发现,它将向我们揭示更多关于宇宙的本质和起源的知识。

“我们将持续不断地观测研究,直到对这一现象有了一个坚实的解释,”NRAO的Miller Goss说,“我们现阶段的目标是要制造更好,更清晰的图像。”

对此,我们简直是迫不及待。

这一发现发表在《天体物理学杂志通讯》(The Astrophysical Journal Letters)上。

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