我們已經知道，無論是活躍中的超大質量黑洞，還是正在成長的原恆星，都會產生噴流。這是一種高速且方向集中的物質與能量外流。然而，噴流如何保持物質和能量沿固定路徑集中噴出，而不隨意在太空中擴散，其具體機制一直是天文物理學中的長期謎題。先前的研究發現，螺旋磁場在維持超大質量黑洞噴流準直性中扮演著重要角色。而如今，研究人員利用美國國家科學基金會國家電波天文臺的特大天線陣（Very Large Array），首次在原恆星噴流中觀測到螺旋磁場的存在。這一發現與超大質量黑洞噴流中觀測到的類似結構相呼應，表明螺旋磁場可能是解釋不同尺度天體噴流準直性的關鍵機制。研究結果已發表於《The Astrophysical Journal Letters》（Rodríguez-Kamenetzky et al. 2025）。
圖說：藝術家筆下原恆星雙極噴流中的螺旋磁場示意圖。Credit: Wolfgang Steffen, UNAM
先前天文學家就觀測到原恆星噴流帶有磁場，並推測結構可能是螺旋狀，但未有更詳盡的觀測。此次研究對名為 HH 80-81 的原恆星噴流進行了前所未有的旋轉測量分析，校正了法拉第旋轉效應（即光穿過磁化電漿時發生的偏振旋轉），成功揭示磁場的真實方向。這是首次詳細研究原恆星噴流中磁場的三維結構。透過對前向與後向對向噴流的分析，研究人員證實螺旋磁場是噴流系統的內在特性，而非由周圍介質互動作用所產生的現象。
圖說：HH 80-81 噴流旋轉測量分析結果。左圖顯磁場相量圖；中間圖以色階表示磁場沿視線方向的方向，其中紅色表示遠離觀測者，藍色表示朝向觀測者；右圖則展示磁場的三維結構示意圖，顯示出螺旋形結構。Credit: Rodríguez-Kamenetzky et al. 2025, The Astrophysical Journal.
現在，在原恆星噴流與超大質量黑洞噴流（星系尺度）中均觀測到螺旋磁場的存在，這強烈暗示噴流準直機制具有跨越不同尺度的共通性。這一發現為螺旋磁場作為噴流準直機制的假說提供了有力支援，無論噴流的來源或尺度如何。這項統一理論有助於解開宇宙天體在形成與演化過程中涉及的複雜物理機制。（編譯 / 段皓元）
資料來源：NRAO
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