研究首次观测到超级黑洞刚翻转了磁场

　　代号为1ES 1927+654的星系内黑洞的艺术假想图。(NASA/Sonoma State University, Aurore Simonnet)
　　黑洞是宇宙中强大的能量引擎。像类星体或是活跃星系核(AGN)这些高能天体都是由黑洞强大的引力和磁场在提供能量。
　　一般来说黑洞自身没有磁场，但是围绕在它周围的、由稠密的等离子体形成的吸积盘会产生磁场。等离子体绕着黑洞运转的过程中，里面带电粒子产生电流和磁场。科学家认为这些等离子体旋转的方向不会自发地发生变化，因此按理说黑洞周围的磁场应该是稳定的。但是，现在科学家发现了第一个黑洞磁场翻转的证据，感到相当震惊。
　　简单地说，可以将磁场想象成一根磁铁，有北极和南极。磁场翻转就是南北极的朝向调换了方向。对于恒星来说，这很常见。太阳每11年就会调换一次磁极。地球大约上千万年会调换一次磁极。但在此之前，科学家从没见过超大质量黑洞调换磁极的情形。
　　2018年，科学家发现2.39亿光年之外的一个星系突然发生变化。代号为1ES 1927+654的星系，其可见光波段的亮度突然升高了一百倍。紧接着，研究人员又收到了来自这个星系的X射线和紫外线信号。研究人员把这些信号与档案数据比较后发现，这个星系从2017年底就开始变亮了。
　　当时科学家以为这是因为一颗恒星从距离其中心超级黑洞很近的地方经过，导致发生潮汐破坏事件。潮汐破坏事件指的是恒星从距离黑洞很近的地方路过的时候，恒星被黑洞引力撕扯、并搅动黑洞周围吸积盘内气体的事件。但是这份研究发现，也许并不是这个原因。
　　据《今日宇宙》(Universe Today)报导，现在一个研究组把关于这个星系从无线电到X射线所有波段的射线信号综合起来进行分析，发现其X射线信号的强度骤减。X射线一般是由带电粒子在强磁场内盘旋而产生。X射线强度的骤减表明，黑洞附近的磁场出现某种突然的变化。与此同时，它所发出的可见光和紫外线强度增加，这说明黑洞部分吸积盘的热度升高。这都不是潮汐破坏事件所具有的特征。
　　而磁极翻转的情形则完全符合这些特征。这个研究组展示了他们的新理论模型，描述的是黑洞周围吸积盘发生磁极翻转的情形。研究称在这种情况下，吸积盘外围的磁场先减弱，这导致吸积盘快速升温。与此同时，较弱的磁场导致X射线减弱，等磁场翻转完毕，吸积盘的一切特征又恢复了正常。
　　研究者表示，这是第一次观测到星系中心超级黑洞磁极翻转的现象。看来黑洞也会发生磁极翻转，但是还不知道这种事件发生的频率如何。
　　这份研究3月14日发表于预印网arXiv。