發現磁反轉的超大質量黑洞

黑洞是宇宙中的強力引擎，它們提供類星體和其它活躍星系核的能量，從本質上來說，黑洞本身並沒有磁場，但黑洞周圍密集的等離子體在繞著黑洞旋轉時，其中的帶電粒子會產生電流和磁場。

等離子體的流動方向不會自發性地改變，所以科學家首先就認為黑洞的磁場是非常穩定的，但是這次見到磁場逆轉證據時，科學家都相當驚訝。磁場的方向翻轉這件事，在恆星中很常見，例如：我們的太陽磁場每11年左右就會逆轉一次，甚至地球每隔幾十萬年也會發生磁極倒轉的現象，但磁極逆轉認為不太可能存在於超大質量黑洞中。

2018年，2.39億光年外，名為1ES 1927+654的星系在可見光波段變亮了一百倍，在發現不久後，尼爾·格雷爾斯雨燕天文台（Neil Gehrels Swift Observatory）捕捉到它在X射線及紫外光波段的光芒，經過數據分析，科學家發現該星系實際上是在2017年底就開始變亮。

當時認為這種快速變亮是由於一顆恆星經過超大質量黑洞時，近距離接觸引起的潮汐破壞事件，撕裂恆星擾亂黑洞吸積盤從而產生這次的高亮反應，但這次的新研究卻不是如此。

研究團隊觀察從電波到X射線的相關資料，其中X射線波段的強度比往常下降的更劇烈，X射線通常是由帶電粒子在強磁場中盤旋產生的，這顯示黑洞附近的磁場產生了異常變化，與此同時，可見光及紫外光波段的強度卻增加了，這不是潮汐破壞事件的典型反應，反倒是磁場逆轉才更符合這樣子的資料。

當黑洞吸積盤歷經磁場逆轉時，磁場在吸積盤的外緣減弱，因此磁盤可以更有效地加熱，磁場一旦減弱，帶電粒子產生的X射線就越少，直到磁場完成反轉之後，盤面又回到原來的狀態。這是第一次觀測到星系黑洞的磁反轉，但究竟有多普遍，還需要更多的觀測才能確定。

【圖：美國太空總署；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2022年3月14日出版的 arXiv 論文預印本網站；標題是：A radio, optical, UV and X-ray view of the enigmatic changing look Active Galactic Nucleus 1ES~1927+654 from its pre- to post-flare states