Zijn magnetische velden een belangrijke leidende kracht voor gas dat aangroeit in een superzwaar zwart gat (SMBH) zoals dat in ons Melkwegstelsel? De rol van magnetische velden bij gasaanwas is weinig begrepen, en proberen om het te observeren was een uitdaging voor astronomen. Onderzoekers van het Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA), Taiwan, geleid door Dr. Pei-Ying Hsieh, een goede meting hebben verkregen met behulp van de instrumenten op de James Clerk Maxwell Telescope (JCMT). Hun resultaat levert duidelijk bewijs dat de oriëntatie van het magnetische veld in lijn is met de moleculaire torus en geïoniseerde streamers die roteren ten opzichte van Sagittarius A* - het zwarte gat in het centrum van de Melkweg. De bevindingen zijn gepubliceerd in Astrofysisch tijdschrift in augustus 2018.

Sgr A*—Het beste laboratorium om de voeding van zwarte gaten in de lucht te bestuderen

Boogschutter A* (Sgr A*), de dichtstbijzijnde SMBH bij de aarde zijn, is het doelwit van veel wetenschappers om de aard van gasaanwas in de afgelopen decennia te begrijpen. Het observeren van gasaanwas op SMBH's is van cruciaal belang om te begrijpen hoe ze zo'n enorme energie vrijgeven.

De circumnucleaire schijf (CND) is een moleculaire torus die roteert ten opzichte van Sgr A*, waarin zich streamers van geïoniseerd gas bevinden, mini-spiralen genaamd (ook wel Sgr A West genoemd) die de moleculaire holte vullen. Er wordt verondersteld dat de minispiraal afkomstig is van de binnenrand van de CND. de CND, zijnde het dichtstbijzijnde "voedselreservoir" van Sgr A*, is daarom van cruciaal belang voor het begrijpen van de voeding van Sgr A*. Echter, op zoek naar het fysieke bewijs om de CND en de minispiraal met elkaar te verbinden, heeft astronomen in verwarring gebracht sinds ze 35 jaar geleden werden ontdekt.

In de afgelopen decennia zijn intensieve metingen van dynamische bewegingen in een baan om Sgr A* uitgevoerd, maar het magnetische veld ervan is niet uitgebreid bestudeerd. Dit komt alleen omdat het zwak gepolariseerde signaal dat wordt gegenereerd door het magnetische veld van stofemissie moeilijk te meten is. Echter, het magnetische veld zal naar verwachting belangrijk zijn voor materiaal dat in en rond de CND draait, aangezien de magnetische spanning die op de roterende schijf inwerkt, een koppel kan uitoefenen om impulsmoment uit roterend gas te halen, en zo de gastoevoer stimuleren. Aanvullend, de magnetische spankracht kan het gas ook terugtrekken uit het zwarte gat. Profiteer van de uitstekende atmosferische omstandigheden van Mauna Kea op 4, 000 meter, en de grote opening van de JCMT (15 m in diameter), de submillimeter polarisatie-experimenten werden met succes verkregen in het galactische centrum om de rol van het magnetische veld te begrijpen.

Traceren van gemagnetiseerde aangroeiende instroom

De astronomen gebruikten de stofpolarisatiegegevens die door het JCMT-SCUPOL-instrument werden verkregen om de oriëntatie van het magnetische veld in beeld te brengen. Een gedetailleerde vergelijking met interferometrische kaarten met een hogere resolutie van de Submillimeter Array (SMA) laat zien dat het magnetische veld op één lijn ligt met de CND. Bovendien, de binnenste waargenomen magnetische veldlijnen lijken ook coherent te volgen en uit te lijnen met de minispiraal. Dit is de eerste poging om de voetafdruk te onthullen van de instroom die de CND en de minispiraal verbindt sinds ze 35 jaar geleden werden ontdekt. De vergelijking van het model en de gegevens versterkt het kernidee dat de CND en de minispiraal als een coherent instroomsysteem kunnen worden behandeld.

Ze ontdekten dat het magnetische veld dynamisch significant is in de richting van de CND en de minispiraal. Deze bevinding geeft aan dat het magnetische veld in staat is om de beweging van de geïoniseerde deeltjes afkomstig uit de CND te sturen, en produceer het waargenomen spiraalpatroon van de minispiraal. De resultaten hebben aangetoond dat het magnetische veld van cruciaal belang is om de instroomstructuur te verklaren en onderzoekers ook zal helpen het instroombeeld te begrijpen in andere sterrenstelsels met zwarte gaten vergelijkbaar met Sgr A*.