首次測定巨大黑洞周圍磁場

日本理化學研究所與日本國立天文台等機構的聯合研究小組觀測到巨大黑洞周圍存在高溫等離子冕電波放射現象，並首次成功測定了黑洞冕磁場的強度。

星系中心的巨大黑洞周圍，存在與日冕類似的黑洞冕。由於日冕會被磁場加熱，因此一般認為黑洞冕加熱源也是磁場。至今為止，尚未觀測到黑洞周圍的磁場。此次聯合研究小組通過阿塔卡瑪大型毫米波天線陣射電望遠鏡，對90至230GHz電波頻帶兩個活動星系中心區域進行觀測，捕捉到兩個巨大黑洞，都有來自黑洞冕的電波輻射。從電波輻射成分計算出的黑洞冕磁場強度極小，不能提供充足加熱。

據推測，宇宙中存在數千億至數兆星系，每個星系中心都有超過太陽質量百萬倍至百億倍的巨大黑洞，黑洞周圍存在黑洞暈。太陽周圍的日暈溫度約為一百萬℃，而利用X射線觀測巨大黑洞周圍的黑洞暈達到約十億℃。

研究小組對距地球2.2億光年的活動星系IC 4329A和5.8億光年的NGC 985進行了觀測。根據對黑洞冕輻射的電波成分進行計算，發現黑洞冕規模約四十史瓦西半徑（Schwarzschild radius），磁場強度十高斯（Gauss）左右，遠小於理論預測磁場強度，加熱巨大黑洞冕會立刻冷卻，不可能存在高溫黑洞冕。因此，至為止巨大黑洞冕加熱機理的劇本將要重寫。

巨大黑洞周圍磁場及物質分佈，對活動星系釋放的相對論射流形成具有重要作用。研究小組認為，黑洞冕中應該存在高能電子才能對此次觀測的電波放射做出解釋。高能電子應該與電波同時放射十萬至一億電子伏（eV）的伽馬射線。但目前觀測伽馬射線的技術困難，今後如能對伽馬射線進行觀測，將增進對黑洞周圍高能電子和黑洞冕的了解。

【圖：日本國立天文台；文：節錄自科學網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報》