黑洞磁场驱动高能耀斑
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发布时间：2023-02-09 22:36
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时间：2023-05-08 06:45
黑洞可以在强磁场中诞生，也可以通过吞噬磁化材料获得磁场。不过，这一猜测存在着潜在的威胁。但真正的黑洞并不是孤立存在的。它们可以被等离子体所包围--气体的能量如此之大，以至于电子已经脱离了它们的原子--这些等离子体可以维持磁场，潜在地否定了这种猜测。
科学家利用超级计算机模拟一个被等离子体吞没的黑洞，研究人员发现，这种无根据的猜想似乎成立。
这种猜测是以广义相对论为基础，如果黑洞有一个长期存在的磁场，那么就违反了无发猜想。幸运的是，等离子体物理学给出了一个解决方案，使无发猜想免于被打破。
研究小组的模拟结果表明，黑洞周围的磁场线会迅速断裂和重新连接，从而产生充满等离子体的阵列，从而发射到太空或落入黑洞的边缘。研究人员报告说，这一过程会迅速释放磁场，并可以解释在超大质量黑洞附近看到的耀斑。
理论家没有想到这一点，因为他们通常把黑洞放在真空中，但在现实生活中，经常会有等离子体，等离子体能维持并带来磁场。这必须符合你的猜测。
关于这个问题的研究表明，这种的猜测是有麻烦的。然而，这项研究只在低分辨率的情况下研究这些系统，并将等离子体作为一种液体来处理。然而，黑洞周围的等离子体被如此稀释，以至于粒子之间很少相遇，因此将其视为流体是一种过度简化。
在新的研究中，研究人员用黑洞磁场的一般相对论模型进行了高分辨率等离子体物理模拟。模拟结果显示了黑洞周围的磁场是如何演化的。首先，场以弧线的形式从黑洞的北极延伸到南极。然后，等离子体内部的相互作用导致磁场向外膨胀。这种打开导致磁场*成单个的磁场线，从黑洞向外辐射。
场线在方向上交替，或朝向或远离事件视界。附近的磁场线连接，创造了一个编织模式的场线一起和*。在两个这样的连接点之间，存在一个充满等离子体的间隙。等离子体受到磁场的激励，向外发射到空间，或向内发射到黑洞。当这个过程继续进行时，磁场就会失去能量并最终消失。
关键的是，这一过程发生得很快。研究人员发现，黑洞以光速10%的速度耗尽磁场。这种快速的重新连接避免了这种无缘无故的猜测。
究人员提出，为观测到的来自梅西耶87星系中心超大质量黑洞的耀斑提供动力的机制可以用模拟中看到的过程来解释。虽然需要更有力的评估，但初步比较看起来很有希望。如果它们真的排成一列，那么由黑洞事件视界的磁重联所驱动的高能耀斑可能是一种普遍现象。
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