Är magnetfält en viktig vägledande kraft för gas som ansamlas till ett supermassivt svart hål (SMBH) som det som vår Vintergatans galax är värd? Rollen av magnetiska fält i gastillväxt är föga förstådd, och att försöka observera det har varit utmanande för astronomer. Forskare vid Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA), Taiwan, ledd av Dr Pei-Ying Hsieh, har fått ett bra mått genom att använda instrumenten på James Clerk Maxwell Telescope (JCMT). Deras resultat ger tydliga bevis på att orienteringen av magnetfältet är i linje med den molekylära torus och joniserade streamers som roterar med avseende på Skytten A* - det svarta hålet i mitten av Vintergatan. Resultaten publiceras i Astrofysisk tidskrift i augusti 2018.

Sgr A*—Det bästa laboratoriet för att studera svarthålsmatning i himlen

Skytten A* (Sgr A*), är den närmaste SMBH till jorden, har blivit måltavla av många forskare för att förstå karaktären av gastillväxt under de senaste decennierna. Att observera gastillväxt på SMBH är avgörande för att förstå hur de frigör så enorm energi.

Den cirkumnukleära skivan (CND) är en molekylär torus som roterar med avseende på Sgr A*, inom vilka det finns joniserade gasstreamers som kallas minispiraler (även kallade Sgr A West) som fyller molekylhålan. Minispiralen antas härröra från den inre kanten av CND. CND, är den närmaste "matreservoaren" av Sgr A*, är därför avgörande för att förstå utfodringen av Sgr A*. Dock, Att leta efter de fysiska bevisen för att koppla ihop CND och minispiralen har förbryllat astronomer sedan de upptäcktes för 35 år sedan.

Intensiva mätningar av dynamiska rörelser som kretsar kring Sgr A* har utförts under de senaste decennierna, men dess magnetfält har inte studerats i stor omfattning. Detta beror enbart på att den svaga polariserade signalen som genereras av magnetfältet från dammutsläpp är svår att mäta. Dock, magnetfältet förväntas vara viktigt för material som kretsar i och runt CND eftersom den magnetiska spänningen som verkar på den roterande skivan kan utöva ett vridmoment för att extrahera rörelsemängd från roterande gas, och därmed driva gasinflöden. Dessutom, den magnetiska spänningskraften kan också dra tillbaka gasen från det svarta hålet. Utnyttja de utmärkta atmosfäriska förhållandena i Mauna Kea vid 4, 000 meter, och den stora bländaren på JCMT (15 m i diameter), submillimeterpolarisationsexperimenten erhölls framgångsrikt i det galaktiska centret för att förstå magnetfältets roll.

Spåra magnetiserat tillkommande inflöde

Astronomerna använde dammpolarisationsdata som erhölls av JCMT-SCUPOL-instrumentet för att avbilda orienteringen av magnetfältet. En detaljerad jämförelse med högupplösta interferometriska kartor från Submillimeter Array (SMA) avslöjar att magnetfältet är i linje med CND. Dessutom, de innersta observerade magnetfältslinjerna tycks också följa och linjera med minispiralen koherent. Detta är det första försöket att avslöja fotavtrycket av inflöde som länkar samman CND och minispiralen sedan de upptäcktes för 35 år sedan. Jämförelsen av modellen och data förstärker nyckeltanken att CND och minispiralen kan behandlas som ett sammanhängande inflödessystem.

De fann att magnetfältet är dynamiskt signifikant mot CND och minispiralen. Detta fynd indikerar att magnetfältet kan styra rörelsen hos de joniserade partiklar som har sitt ursprung i CND, och producera det observerade spiralmönstret för minispiralen. Resultaten har visat att magnetfältet är avgörande för att förklara inflödesstrukturen och kommer också att hjälpa forskare att förstå inflödesbilden i andra galaxer som är värd för svarta hål som liknar Sgr A*.