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黑洞噴流的能量來(lái)自何處

大名鼎鼎讓人聞風(fēng)喪膽，進(jìn)去就出不來(lái)的黑洞，吞噬一切攔路物質(zhì)的黑洞，在這些黑洞中，極少數(shù)潛伏在星系中心的超重黑洞會(huì)以光速向外噴射粒子流。

一項(xiàng)對(duì)200多個(gè)黑洞進(jìn)行的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，這些噴流的比科學(xué)家之前預(yù)測(cè)的還要兇猛。天文學(xué)家并不知道是什么給了這些噴流如此強(qiáng)大的力量，但是通過(guò)這些最新調(diào)研，科學(xué)家們認(rèn)為粒子噴流利用了黑洞自身的旋轉(zhuǎn)能。

英國(guó)劍橋大學(xué)天文研究所所長(zhǎng)Andrew Fabian(沒(méi)有參與研究) 說(shuō)：“這是很令人激動(dòng)的發(fā)現(xiàn)。關(guān)于這點(diǎn)的可能性，人們已經(jīng)爭(zhēng)論了很久。”

約1%的超重黑洞有圍繞自身的氣體塵埃吸積盤(pán)。盤(pán)中的物質(zhì)落入黑洞中時(shí)，會(huì)因高熱而發(fā)出閃亮的光芒。每10個(gè)此類(lèi)活躍黑洞中，有1個(gè)能向外噴射99.995%光速的粒子流。天文物理學(xué)家此前一致認(rèn)為是吸積盤(pán)制造了這些噴流，只是不知道具體的原理。

意大利國(guó)家天文物理研究所的天文物理學(xué)家Gabriele Ghisellini領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)217個(gè)明亮黑洞(之所以叫明亮因?yàn)榭梢杂^測(cè)到伽馬射線和可見(jiàn)光)。調(diào)研的關(guān)鍵數(shù)據(jù)來(lái)自2008年升空的NASA費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡。

研究團(tuán)隊(duì)在11月19日《自然》在線版上發(fā)表了研究成果，他們認(rèn)為吸積盤(pán)的亮度和噴流的伽馬射線強(qiáng)度之間存在明顯線性關(guān)系。

吸積盤(pán)亮度越高，噴流的力量越強(qiáng)。

Ghisellini說(shuō)如果算噴射進(jìn)宇宙的總能量的話，噴流發(fā)出的能量是吸積盤(pán)的10倍。所以Ghisellini認(rèn)為噴流肯定有其它能量來(lái)源。

目前對(duì)于噴流能量來(lái)源的解釋中，接受度最高的一種解釋認(rèn)為，高速自旋的吸積盤(pán)含有大量帶電粒子，這些帶電粒子在旋轉(zhuǎn)的情況下形成了強(qiáng)大的與黑洞接觸的磁場(chǎng)。如果黑洞也在自旋，就會(huì)對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生拖拽，在黑洞的旋轉(zhuǎn)極上，磁場(chǎng)被繞成一個(gè)緊緊的錐狀。也正是因?yàn)檫@個(gè)扭曲的磁場(chǎng)，才加速了黑洞中的粒子，讓其形成噴流，整個(gè)過(guò)程的能量來(lái)源都是黑洞的旋轉(zhuǎn)能。

Ghisellini說(shuō)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)噴流的功率比吸積盤(pán)的功率高得多！所以吸積盤(pán)不可能單獨(dú)推動(dòng)噴流，黑洞自身的旋轉(zhuǎn)應(yīng)該也是噴流的能量來(lái)源。

Ghisellini說(shuō)接下來(lái)科學(xué)家就要測(cè)量黑洞的自旋，看看自旋速度是否和噴流強(qiáng)度有關(guān)。不過(guò)他也表示，要測(cè)量黑洞自旋是非常難的。