<p>即使按照天文學(xué)家的標準，黑洞也是很奇怪的東西。它們的質(zhì)量如此之大，以至于它們周圍的空間如此緊密地彎曲，以至于任何東西都無法逃脫，即使是光本身。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，盡管黑洞是出了名的黑，有些黑洞還是很明顯的。這些星系真空吞噬的氣體和恒星在單向進入黑洞之前被吸進一個發(fā)光的圓盤，這些圓盤比整個星系更亮。</p> <p>&nbsp;</p> <p>更奇怪的是，這些黑洞會閃爍。發(fā)光圓盤的亮度每天都在波動，沒有人能完全確定原因。</p> <p>&nbsp;</p> <p>我們利用美國宇航局的小行星防御計劃，在5年的時間里觀察了天空中5000多個增長最快的黑洞，試圖理解這種閃爍發(fā)生的原因。在《自然天文學(xué)》的一篇新論文中，我們報告了我們的答案:一種由摩擦和強烈的引力和磁場驅(qū)動的湍流。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">巨大的star-eaters</span></strong></p> <p><br />我們研究超大質(zhì)量黑洞，這種黑洞位于星系中心，質(zhì)量相當于數(shù)百萬或數(shù)十億個太陽。</p> <p>&nbsp;</p> <p>我們所在的銀河系的中心就有一個這樣的巨星，其質(zhì)量約為400萬個太陽。在大多數(shù)情況下，組成銀河系其余部分(包括我們的太陽)的大約2000億顆恒星愉快地圍繞中心的黑洞運行。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，并非所有星系都如此平靜。當星系對通過引力相互拉扯時，許多恒星可能會被拉得離星系黑洞太近。這對恒星來說是糟糕的結(jié)局:它們被撕裂并被吞噬。</p> <p>&nbsp;</p> <p>我們相信，這一定發(fā)生在黑洞質(zhì)量相當于10億個太陽的星系中，因為我們無法想象它們是如何變得如此巨大的。它也可能發(fā)生在銀河系過去。</p> <p>&nbsp;</p> <p>黑洞還可以以一種更緩慢、更溫和的方式進食:通過吸入被稱為紅巨星的老年恒星噴出的氣體云。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">喂食的時候</span></strong></p> <p><br />在我們的新研究中，我們仔細觀察了宇宙中5000個增長最快的黑洞的進食過程。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在早期的研究中，我們發(fā)現(xiàn)了胃口最大的黑洞。去年，我們發(fā)現(xiàn)了一個黑洞，每秒鐘吞噬一個地球的物質(zhì)。2018年，我們發(fā)現(xiàn)了一種每48小時吃掉一整個太陽的生物。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但我們對它們的實際進食行為有很多疑問。我們知道物質(zhì)在進入黑洞的過程中會螺旋形成一個發(fā)光的&ldquo;吸積盤&rdquo;，其亮度足以超過整個星系。這些可見的進食黑洞被稱為類星體。</p> <p>&nbsp;</p> <p>大多數(shù)黑洞都離我們很遠很遠&mdash;&mdash;太遠了，我們看不到盤的任何細節(jié)。我們有一些黑洞周圍吸積盤的圖像，但它們只是在吸入一些宇宙氣體，而不是在吞食恒星。<img src="https://reporter.anu.edu.au/_next/image?url=https%3A%2F%2Freporter-api.anu.edu.au%2Fapp%2Fuploads%2F2023%2F02%2Feso2208-eht-mwh-1400x787.jpg&amp;w=3840&amp;q=75" width="808" height="455" />&nbsp;</p> <p>位于銀河系中心的人馬座A*黑洞周圍發(fā)光的吸積盤是在2022年拍攝的。圖片來源:EHT合作</p> <p><br /><strong><span class="h1">五年的黑洞閃爍</span></strong></p> <p><br />在我們的新工作中，我們使用了美國宇航局位于夏威夷的ATLAS望遠鏡的數(shù)據(jù)。如果天氣允許，它每天晚上都會掃描整個天空，監(jiān)測從外層黑暗中接近地球的小行星。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這些對整個天空的掃描也恰好為背景深處饑餓黑洞的發(fā)光提供了夜間記錄。我們的團隊為每個黑洞制作了一部五年的電影，展示了由吸積盤中沸騰的發(fā)光漩渦引起的亮度的日常變化。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這些黑洞的閃爍可以告訴我們一些關(guān)于吸積盤的事情。</p> <p>&nbsp;</p> <p>1998年，天體物理學(xué)家史蒂文&middot;巴爾布斯和約翰&middot;霍利提出了&ldquo;磁旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定性&rdquo;理論，描述了磁場如何在圓盤中引起湍流。如果這是正確的想法，那么光盤應(yīng)該發(fā)出規(guī)律的咝咝聲。它們會以隨機的模式閃爍，隨著圓盤的軌道展開。較大的圓盤軌道較慢，閃爍緩慢，而較小的圓盤軌道較緊較快，閃爍較快。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但是，現(xiàn)實世界中的碟片能證明這么簡單，沒有任何進一步的復(fù)雜嗎?(用&ldquo;簡單&rdquo;一詞來形容一個超高密度、失控的環(huán)境中的湍流是否恰當，這個環(huán)境中存在強烈的引力和磁場，而空間本身也彎曲到了破裂點，這可能是另一個問題。)</p> <p>&nbsp;</p> <p>通過統(tǒng)計方法，我們測量了5000個圓盤發(fā)出的光隨時間的閃爍。每一個的閃爍模式看起來都有些不同。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但當我們按照大小、亮度和顏色對它們進行分類時，我們開始看到有趣的圖案。我們能夠確定每個圓盤的軌道速度&mdash;&mdash;一旦你設(shè)置時鐘以圓盤的速度運行，所有的閃爍模式開始看起來相同。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種普遍的行為確實被&ldquo;磁旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定性&rdquo;理論所預(yù)測。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這真令人欣慰!這意味著這些令人難以置信的大漩渦畢竟是&ldquo;簡單的&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>它開啟了新的可能性。我們認為吸積盤之間剩下的細微差別是因為我們從不同的方向觀察它們。</p> <p>&nbsp;</p> <p>下一步是更仔細地檢查這些細微的差異，看看它們是否有辨別黑洞方向的線索。最終，我們未來對黑洞的測量可能會更加準確。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p> </blockquote>