科學家會發(fā)現(xiàn)自然界中一些不尋常的存在，這一刻總是很刺激。經(jīng)過幾十年的研究和證據(jù)構(gòu)建，科學家們逐漸開始理解類星體的概念。

天文學家第一次意識到神秘的類星體是在20世紀60年代，當時第一架射電望遠鏡被設(shè)置成瞄準天空空。

到目前為止，西弗吉尼亞的綠岸射電望遠鏡也是世界上最大的全運動射電望遠鏡。天文學家已經(jīng)探測到來自太陽、銀河系和幾顆恒星的無線電信號。然而，除了這些，科學家們還發(fā)現(xiàn)了一些無法解釋的奇怪物體。它們很小，但亮度驚人。

也許我們看到的是黑洞扭曲的引力，或者是蟲洞的白端。如果這個東西真的這么快，應(yīng)該離我們很遠——大約40億光年。這樣的東西可以產(chǎn)生相當于一個擁有1000億顆恒星的星系的全部能量。

這個東西是怎么工作的？

天文學家已經(jīng)打開了他們關(guān)于類星體的大腦。有人認為也許類星體沒那么亮，也許我們對BIGBANG和宇宙大小的理解是錯誤的，或者我們看到的是一個馴服了我們銀河系所有恒星的超級文明電廠。

20世紀80年代，天文學家開始認同活動星系理論可以解釋類星體的形成。其實類星體、輝煌變種、射電星系都是一樣的東西，只是觀測角度不同。一種特殊的機制導致這些星系從核心發(fā)出輻射。

這是什么機制？

我們知道所有星系的中心都有一個大黑洞，其中一些星系的質(zhì)量是太陽的幾十億到幾百億倍。一旦物質(zhì)接近這些黑洞，就會在它們周圍形成黑洞吸積盤。這個圈里物質(zhì)的溫度可以達到幾百萬度，發(fā)出大量的輻射。

黑洞周圍的磁場形成雙向射流，向數(shù)百萬光年外的遙遠星系發(fā)射大量物質(zhì)。這是AGN，活躍的星系核。

當射流垂直于我們的視角時，我們看到了一個射電星系。如果噴流和我們的視角有角度差，我們看到的是類星體。如果我們看到噴氣機的中心，它是一個輝煌的變種。其實都是一樣的東西，只是觀察角度不同。

超大質(zhì)量黑洞不會一直吸收物質(zhì)。如果黑洞的食物用完了，噴射能量就用完了，噴射就停止了。除非黑洞附近有東西，否則整個系統(tǒng)都會重啟。

在我們銀河系的正中心有一個超大質(zhì)量黑洞。因為黑洞已經(jīng)沒有食物了，所以沒有活躍的銀河核。在其他遙遠的星系中，我們生活的銀河系不會呈現(xiàn)類星體的樣子。

也許銀河系在過去就已經(jīng)存在，也許未來還會重現(xiàn)。100億年后，銀河系與仙女座星系相撞，也許到那時，我們的超大質(zhì)量黑洞將獲得新的物質(zhì)，并以類星體的形式復(fù)活。

那么黑洞噴流的能量來自哪里呢？

著名的黑洞，令人聞風喪膽，進去也出不來，還有吞噬一切攔路物質(zhì)的黑洞，在這些黑洞中，潛伏在星系中心的少數(shù)超重黑洞會以光速向外噴射粒子。

對200多個黑洞的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些噴流比科學家預(yù)測的更猛烈。天文學家不知道是什么賦予這些噴流如此強大的力量，但通過這些最新的研究，科學家們相信粒子噴流利用了黑洞本身的旋轉(zhuǎn)能量。

劍橋大學天文研究所所長安德魯·法比安說:“這是一個非常令人興奮的發(fā)現(xiàn)。人們長期以來一直在爭論這種可能性?！?/p>

大約1%的超重黑洞周圍有氣體和塵埃吸積盤。當盤中的物質(zhì)落入黑洞時，由于高熱會發(fā)出明亮的光芒。每10個這樣活躍的黑洞中就有一個能以99.995%的光速向外噴射粒子。天體物理學家以前同意吸積盤產(chǎn)生了這些噴流，但他們不知道具體的原理。

意大利國家天體物理研究所的天體物理學家加布里埃爾·吉塞利尼帶領(lǐng)一個研究小組研究了217個明亮的黑洞。調(diào)查的關(guān)鍵數(shù)據(jù)來自2008年NASA費米伽馬射線望遠鏡空。

研究小組在11月19日的《自然》在線版上公布了研究結(jié)果。他們認為吸積盤的亮度與噴流的伽馬射線強度之間存在明顯的線性關(guān)系。

吸積盤亮度越高，噴射力越強。

吉塞利尼說，如果計算注入宇宙的總能量，噴流發(fā)出的能量是吸積盤的10倍。所以Ghisellini認為，噴氣式飛機一定有其他能源。

目前公認的噴流能量源解釋是高速自旋的吸積盤含有大量帶電粒子，這些帶電粒子在旋轉(zhuǎn)時與黑洞接觸形成強大的磁場。如果黑洞在旋轉(zhuǎn)，它會拖動磁場。在黑洞的旋轉(zhuǎn)極上，磁場被纏繞成一個緊密的圓錐體。正是因為這種扭曲的磁場，黑洞中的粒子被加速形成噴流。整個過程的能量來源是黑洞的轉(zhuǎn)動能。

吉塞利尼說，研究小組發(fā)現(xiàn)，噴流的功率遠高于吸積盤！所以吸積盤不能單獨推動噴流，黑洞本身的旋轉(zhuǎn)也應(yīng)該是噴流的能量來源。

吉塞利尼說，接下來，科學家將測量黑洞的自旋，看看自旋速度是否與噴流強度有關(guān)。但是，他也說，測量黑洞的自旋是非常困難的。

正文/王大才

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