天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一個(gè)距離地球近8000光年黑洞噴射出快速擺動(dòng)的噴流。2019年4月29日發(fā)表在《自然》期刊上的研究表明，天鵝座V404黑洞噴射流在如此短的時(shí)間尺度內(nèi)表現(xiàn)出前所未有的行為，將接近光速的等離子云噴射到太空中！

這些噴流似乎在高速旋轉(zhuǎn)的等離子體云中以不同方向從黑洞中噴射出來。來自國際射電天文學(xué)研究中心(ICRAR)科廷大學(xué)的詹姆斯·米勒-瓊斯副教授說：黑洞是宇宙中最極端的物體之一， 這是我見過最不尋常的黑洞系統(tǒng)之一。

就像許多黑洞一樣，它以附近的恒星為食，將氣體從恒星中抽離，形成一個(gè)物質(zhì)盤，環(huán)繞著黑洞，在重力作用下向黑洞螺旋運(yùn)動(dòng)。天鵝座V404黑洞的不同之處在于，我們認(rèn)為物質(zhì)盤和黑洞沒有對(duì)齊。這似乎導(dǎo)致了盤的內(nèi)部像一個(gè)旋轉(zhuǎn)的頂部一樣搖擺，當(dāng)它改變方向時(shí)，會(huì)向不同的方向噴射出等離子。天鵝座V404在1989年首次被確認(rèn)為一個(gè)黑洞，當(dāng)時(shí)它釋放了大量的噴流和輻射。天文學(xué)家在觀察檔案攝影底片時(shí)發(fā)現(xiàn)，在1938年和1956年的觀測(cè)中，曾出現(xiàn)過爆發(fā)現(xiàn)象。

當(dāng)V404天鵝座在2015年經(jīng)歷了另一次非常明亮的爆發(fā)，持續(xù)了兩周，世界各地的望遠(yuǎn)鏡都在關(guān)注發(fā)生了什么，各地天文臺(tái)都用他們能用的任何望遠(yuǎn)鏡來捕捉這次爆發(fā)，所以有這個(gè)驚人的觀測(cè)范圍。當(dāng)米勒-瓊斯副教授和團(tuán)隊(duì)研究黑洞時(shí)，他們看到它的噴射流以一種前所未有的方式運(yùn)動(dòng)。通常認(rèn)為噴流是從黑洞的兩極直接射出，這些噴流在不同的時(shí)間向不同方向射出，很快就改變了方向——不超過兩個(gè)小時(shí)。

噴射流運(yùn)動(dòng)的變化是由于吸積盤的作用，吸積盤是圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)盤。天鵝座V404黑洞的吸積盤有1000萬公里寬，內(nèi)部的幾千公里在明亮的爆發(fā)過程中膨脹和搖晃，吸積盤的內(nèi)部正在進(jìn)動(dòng)，有效地推動(dòng)著噴射流?？梢园阉胂蟪赏勇菰跍p速時(shí)的擺動(dòng)——只是在這種情況下，擺動(dòng)是由愛因斯坦的廣義相對(duì)論引起。這項(xiàng)研究使用了超長基線陣列(Very Long Baseline Array)的觀測(cè)數(shù)據(jù)。超長基線陣列是一個(gè)大陸大小的射電望遠(yuǎn)鏡，由橫跨美國的10個(gè)碟形天線組成，從加勒比海的維爾京群島(Virgin Islands)到夏威夷(Hawaii)。

合著者亞歷克斯·特塔倫科(Alex tetarenko)是阿爾伯塔大學(xué)(University of Alberta)的一名博士研究生，目前在夏威夷工作，是東亞天文臺(tái)的一名研究員。通常，射電望遠(yuǎn)鏡在幾個(gè)小時(shí)的觀測(cè)后只能產(chǎn)生一張圖像，但是這些噴氣機(jī)變化如此之快，在一張四小時(shí)的圖像中我們只能看到模糊的部分。這就像試圖以一秒的快門速度拍攝瀑布。相反，研究人員制作了103張獨(dú)立的圖像，每張約70秒長，并將它們組合成一部電影。

只有這樣，才能在很短的時(shí)間內(nèi)看到這些變化，該研究的共同作者、ICRAR的科廷大學(xué)節(jié)點(diǎn)的杰瑪·安德森博士說：宇宙中其他極端事件也可能發(fā)生內(nèi)部吸積盤的擺動(dòng)。在任何時(shí)候，當(dāng)黑洞的自旋與落入其中的物質(zhì)之間出現(xiàn)偏差時(shí)，當(dāng)黑洞開始以非常快的速度進(jìn)食時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。這可能包括宇宙中一系列其他明亮的、爆炸性的事件，比如超大質(zhì)量的黑洞進(jìn)食速度非?？?，或者當(dāng)一個(gè)黑洞撕碎一顆恒星時(shí)，會(huì)發(fā)生潮汐干擾事件。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自: 國際射電天文研究中心（ICRAR）

參考期刊文獻(xiàn):《自然》

DOI: 10.1038/s41586-019-1152-0

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