环绕黑洞周围的环境其实是炙热的一团混乱,而科学家最近进行的一项电脑模拟使得科学家对它的理解更完整了。电脑模拟显示了黑洞的旋转是如何与环绕它周围的物质、以及被它高速弹出的物质,进行对齐的。研究人员发现,对这一切现象起着关键作用的便是磁场。
为了展示黑洞临近区域的情景,美国斯坦福大学的天体物理学家乔纳森•麦金尼(Jonathan McKinney)和罗杰•布兰德福德(Roger Blandford),以及普林斯顿大学的亚历山大•泰和霍夫斯基(Alexander Tchekhovskoy)创造了这个系统的电脑模拟。
黑洞最初是一个具有很强引力的大质量球体。随着气体、恒星和其它物质落入其中,黑洞不仅仅吸收这些天体的质量,也吸收了它们的磁场,变得越来越磁性带电。模拟显示,当黑洞获得足够强的磁场,黑洞旋转将会扭曲周围的时空,造成磁场线沿着黑洞旋转轴路径扭曲成螺旋状。对黑洞磁力旋转效应的模拟静止图像显示,一个旋转黑洞在它的旋转轴处产生了动力射流(白-蓝色)。在靠近中央位置,喷射的方向和旋转轴与自旋轴对齐。
这些扭曲的磁场线会产生等离子体喷发(热气),沿着旋转轴线喷射出黑洞。磁场还会影响落入黑洞的物质,这些物质会呈现厚厚的环形吸积盘。如果黑洞磁场力足够强,这些盘状物也会与黑洞旋转方向对齐。“强烈的磁场会改变整个系统的动态性,包括出现的喷流,” 泰和霍夫斯基说道,“令人觉得不可思议的是,整个系统竟然一并对齐。”
利用望远镜很难观测到黑洞附近的区域,但是天文学家距离能够观测这些系统越来越接近。9月,一支由美国麻省理工学院赫斯塔克天文台的谢普•多尔曼(ShepDoeleman)带领的小组报告称,他们首次观测到一个黑洞的大口,并发现内部深处环绕它的物质。
这个新建立的模型能够帮助天文学家更好的进行这些观测,“我们的研究与建造解释这些信息的模型密切相关。”
凤凰科技(编译/严炎刘星)