黑洞磁場之謎破解！科學家揭開宇宙最強能量來源

最新研究發現，當高度磁化的恆星爆炸並塌縮成黑洞時，會將自身磁場轉移到新形成的黑洞周圍的吸積盤上。這項突破性發現解開了困擾天文學界多年的謎團：黑洞如何產生足以驅動宇宙中最強能量爆發的強大磁場。

黑洞是宇宙中最神秘的天體之一，以其強大的引力著稱，連光都無法逃脫。當大質量恆星結束生命週期時，核心會塌縮形成黑洞。在黑洞中心存在著一個奇點，周圍則是被稱為事件視界的不可逃脫邊界。黑洞可以透過吞噬周圍物質或與其他黑洞合併來成長，同時扭曲周圍的時空結構。

除了吞噬物質外，黑洞還能噴射出強大的帶電粒子噴流，產生比太陽一生釋放能量還要多的伽瑪射線暴。要產生這種極端現象，黑洞必須擁有強大磁場，但這個磁場的來源一直成謎。

美國Flatiron研究所的科學家團隊透過精密的模擬計算，終於找到了答案：黑洞的磁場來自於形成它的塌縮恆星。這項研究成果已發表在《天體物理學期刊通訊》上。

研究第一作者Ore Gottlieb解釋：「原中子星就像是黑洞的母親，當它們塌縮時，黑洞就誕生了。我們發現，在這個過程中，原中子星周圍的吸積盤會將磁力線固定在新生黑洞上。」這項發現不僅解開了黑洞磁場來源之謎，也幫助科學家理解宇宙中最明亮的爆炸現象——伽瑪射線暴的形成機制。

研究團隊原本只是想模擬恆星從誕生到塌縮成黑洞的完整過程，卻意外發現過去關於黑洞磁場的理論存在重大缺陷。傳統觀點認為，塌縮恆星的磁場會隨著物質一起被壓縮排黑洞，但這種解釋無法同時滿足產生噴流所需的兩個條件：強大磁場和快速旋轉的吸積盤。

Gottlieb指出：「這似乎是相互排斥的。要形成噴流，你需要強磁場和吸積盤，但透過壓縮獲得的磁場無法形成吸積盤；而如果降低磁場強度讓吸積盤形成，磁場又會太弱無法產生噴流。」

研究團隊意識到，過去模擬可能忽略了關鍵因素：中子星本身也擁有吸積盤。他們發現，當中子星塌縮時，其吸積盤能夠儲存部分磁場，並將這些磁力線「遺傳」給新生黑洞。計算顯示，在大多數情況下，黑洞吸積盤形成的時間尺度比磁場消失的時間更短，這使得黑洞能夠繼承母星體的磁場。

這項發現不僅解決了長期以來的科學難題，更為未來研究開闢了新方向。Gottlieb興奮地表示：「現在我們知道只要有早期吸積盤形成，理論上就能為噴流提供動力，這將徹底改變我們對噴流形成系統的認知。」

研究團隊特別感謝Flatiron研究所提供的強大計算資源，使他們能夠以前所未有的精度模擬恆星塌縮過程。這項跨學科合作結合了天體物理學、磁流體力學和計算科學的最新進展，為理解黑洞的形成與演化提供了全新視角。