在被稱為1ES 1927+654的星系中發生了一些奇怪的事情：在2017年底，由於科學家無法解釋的原因，位於這個星系中心的超大質量黑洞經歷了一場大規模的身份危機。在幾個月的時間裡，這個已經很亮的天體–由於它的亮度，其被歸入一類被稱為活動星系核(AGN)的黑洞類別中–突然變得更亮了–在可見光下的亮度是正常情況下的近100倍。

現在，一個國際天體物理學家團隊–包括來自科羅拉多大學博爾德分校的科學家可能已經確定了這種轉變的原因。穿過黑洞的磁場線似乎已經翻轉過來，這使得該天體的屬性發生了快速但短暫的變化。這就像地球上的羅盤突然開始指向南方而不是北方。

研究報告的共同作者Nicolas Scepi表示，可能會改變科學家對超大質量黑洞的看法。據悉，該研究報告於5月5日發表在《The Astrophysical Journal》上。

Scepi說道：“通常情況下，我們會期望黑洞經過數百萬年的演變。但這些天體–我們稱之為外觀變化的AGNs–在非常短的時間尺度內演變。它們的磁場可能是理解這種快速演變的關鍵。”

Scepi跟Mitchell Begelman和Jason Dexter一起在2021年首次提出了這種磁翻轉可能的理論。

新研究支持這一觀點。在其中，由NASA戈達德太空飛行中心的Sibasish Laha領導的團隊收集了關於這個遙遠天體的最全面的數據。該小組利用了來自地面和太空的七個望遠鏡陣列的觀測數據，其追踪了來自1ES 1927+654的輻射流，因為這個AGN的亮度非常高，然後又變暗了。

這些觀察結果表明，超大質量黑洞的磁場可能比科學家曾經認為的要動態得多。另外，天體物理學和行星科學系教授Begelman指出，這個AGN可能並不孤單。他說道：“如果我們在一個案例中看到這種情況，我們肯定會再次看到它。現在我們知道要尋找什麼了。”

Begelman表示，AGN是由已知宇宙中一些最極端的物理學產生的。當超大質量黑洞開始從其周圍的星系中吸入大量的氣體時這些怪物就會出現。就像水繞著排水口轉一樣，這些物質越靠近黑洞就會旋轉得越快–並形成一個明亮的“吸積盤”，進而產生強烈而多樣的輻射，據悉，科學家可以在數十億光年外看到。

這些吸積盤還產生了一個奇怪的特徵。它們產生強烈的磁場進而環繞著中央黑洞，另外，它們還像地球自己的磁場一樣，指向一個明顯的方向如北方或南方。

APS助理教Dexter表示：“來自事件地平線望遠鏡和其他觀測的越來越多的證據表明，磁場可能在影響氣體如何落到黑洞上起到關鍵作用。”

這也可能影響到AGN的亮度，就像1ES 1927+654的核心部分，通過望遠鏡看起來有多亮。

2018年5月，這個天體的能量激增已經達到了頂峰並噴射出更多的可見光，但也比平時多出許多倍的紫外線輻射。大約在同一時間，AGN的X射線輻射的發射開始變暗。

Scepi說道：“通常情況下，如果紫外線上升，你的X射線也會上升。但在這裡，紫外線上升，而X射線卻下降了很多。這是很不尋常的。”

Begelman表示，這些特徵不斷地從外部空間拉入氣體，而其中一些氣體也帶有磁場。如果AGN拉入的磁場跟它自己的方向相反–說，它們指向南方而不是北方–那麼它自己的磁場就會減弱。這有點像拔河隊在一個方向上拉動繩子，可以使他們的對手在另一個方向上的努力無效。

JILA團隊推測，在這個AGN中，黑洞的磁場變得如此之弱，以至於它翻轉過來。

Begelman說道：“你基本上是把磁場完全抹去了。”

在這項新研究中，由NASA領導的研究人員著手收集盡可能多的關於1ES 1927+654的觀測數據。

紫外線和X射線輻射之間的脫節被證明是致命的證據。天體物理學家懷疑，磁場的減弱會導致AGN的物理學發生這樣的變化–轉移黑洞的吸積盤，從而使其噴射出更多的紫外線和可見光，而矛盾的是，X射線輻射卻減少了。沒有其他理論可以解釋研究人員所看到的情況。

到2021年夏天，AGN本身安靜下來並恢復了正常。但Scepi和Begelman認為這個事件是一個自然的實驗–在靠近黑洞的地方進行探測以了解更多關於這些物體如何助長明亮的輻射束。反過來，這些信息可能會幫助科學家確切地知道他們應該尋找什麼樣的信號以便在夜空中找到更多奇怪的AGN。

Scepi說道：“也許有一些類似的事件已經被觀察到了–我們只是還不知道它們。”