超大质量黑洞的喷流原来是这样？绵延数百万光年，还摇摆不定
自爱因斯坦广义相对论预言黑洞的存在以来，这种神秘莫测的天体就一直令科学家着迷。尽管过去100年，有关黑洞的研究取得了不少进展，但仍有许多未解之谜，黑洞喷流就是其中之一。
科学家早就发现，在某些情况下，黑洞能喷射大量带电粒子，绵延数百万光年。由于其中带电粒子的速度甚至接近光速，这类喷射也被称做“相对论性喷流”，已经困扰科学家多年。
最近，一个国际科学家进行的研究为我们打开了了解相对论性喷流的新窗口。他们发现，由于黑洞旋转引发的时空扭曲，这些喷流在逐渐改变喷射方向,看起来摇摆不定。目前，有关研究已经刊登在天文学术期刊《皇家天文学会月报》上。
为这项研究，研究人员利用美国伊利诺伊大学的“蓝色水域”(Blue Waters)超级计算机进行了模拟。这是首次对超大质量黑洞的相对论性喷流进行建模。凭借“蓝色水域”的近十亿个计算单元，此次建模也s成为迄今对吸积黑洞分辨率最高的模拟。
美国西北大学天文学助力教授亚历山大·柴科夫斯基(Alexander Tchekhovskoy)解释说：“了解旋转的黑洞拖拽周遭的时空，以及这一过程如何影响我们在望远镜里的所见，仍然是一个至关重要、难以解决的难题。幸运的是，如今计算机代码的发展和超级计算机体系的突飞猛进，使我们越来越接近找到答案。”
就像所以超大质量黑洞一样，高速旋转的超大质量黑洞也吞噬物质。不过，它们还因能够以相对论性喷流的方式释放能量而闻名。被它们所吞噬的物质能够在黑洞周围形成一个旋转的盘，即所谓的“吸积盘”，这里温度高，充满高能气体和磁力线。
由于磁力线的存在，黑洞才能构成以喷流的方式释放能量。这些喷流在体型上极其庞大，因而它们比黑洞本身更易于研究。也正因如此，天文学家才需要去探究黑洞喷流方向改变的速度，这能够反映出黑洞自身旋转的情况，比如旋转方向和吸积盘的大小。
超大质量黑洞射手座A*的想象图
对于黑洞研究，先进的计算机模拟非常必要，这是因为它们在可见光下无法被直接观测到，而且通常距离遥远。离地球最近的超大质量黑洞射手座A*，位于银河系的中心，距离地球也有2.6万光年远。因此，仿真模拟是确定黑洞这样高度复杂系统的运行机制的唯一方法。
依靠“蓝色水域”超级计算机的模拟，研究人员最终发现喷流方向的存在变化。这可以解释以往在黑洞周围观测到的亮度波动。
目前，世界上还有许多关于旋转黑洞的其他研究项目，目的都是为了更好的帮助我们理解黑洞合并引发的引力波等最新发现。去年曾首次为银河系中心超大黑洞射手座A*拍照的事件视界望远镜，也应用到这些研究成果，也将带来更多振奋人心的发现。(dogstar)
本文由奇点天文作者上传并发布，奇点天文仅提供文章投稿展示，文章仅代表作者个人观点，不代表奇点天文立场。
