簡介：利用計算機模擬物質(zhì)團運動，科學家們對“黑洞周圍的物質(zhì)團外圍要比內(nèi)緣溫度高”做出初步解釋：內(nèi)緣高密度物質(zhì)碰撞致使升溫，高溫粒子向外逃逸，冷卻物質(zhì)向內(nèi)沉降導致內(nèi)冷外熱。

在浩瀚宇宙的陰影中，所有潛伏的宇宙生物里，也許沒有一種生物能像黑洞那樣難以捉摸，可怕和無情。

沒有什么能逃過黑洞的強大控制力，甚至連光也不能。大量的物質(zhì)被擠在一個狹小的空間里，并具有吞噬周圍氣體和灰塵的引力。

然而，在黑洞附近已經(jīng)觀察到大規(guī)模的宇宙云，這些宇宙云沒有受到傷害。到目前為止，科學家們一直不確定它們的起源，也不確定它們是如何冷到可以和黑洞在一起。但是一項新的研究可能剛剛揭開了這對不可能的組合背后的秘密。

這項研究發(fā)表在《天體物理學雜志》上，可以幫助改善天文學家對黑洞及其周圍環(huán)境的觀察。

什么是宇宙云？

存在于深空的云與我們在白天的天空中看到的云不同。宇宙云不是由水蒸氣形成的，而是由密集的、結塊的氣體組成的，可以延伸到地球與離我們太陽最近的恒星半人馬座之間的距離，存在于超過4光年之外的地方。

圖解：藝術家對位于星系中心的黑洞的描述，周圍是叢生的云層。圖源：Nima Abkenar

天文學家一直在觀察星系中心一些更巨大的黑洞附近的巨大的云團，但并不真正了解它們是如何形成的。

為了幫助解決這個謎團，這項新研究背后的研究小組創(chuàng)建了一個計算機模型，模擬黑洞的氣體外流現(xiàn)象 。

隨著氣體和塵埃等物質(zhì)落入黑洞，一些氣體也會向外流動，離開星系中心。銀河系中心附近區(qū)域的能量往往是很高的，當黑洞用其引力將它們拉入時，所有在黑洞周圍移動的粒子都會產(chǎn)生熱氣。

這些云開始時很小，之后會在超過1個parsec（約19萬億英里）的地方大規(guī)模增長，并以每小時約2000萬英里的速度移動。

但是，這種氣體流動并不像科學家預期的那樣平滑。相反，這些氣體形成了結塊的云。如果氣體流動的速度足夠快，那么它就不會降溫到足以形成團塊。

這項新研究背后的作者之一，拉斯維加斯內(nèi)華達大學的天體物理學家Daniel Proga，他將其比作等待上高速路匝道的汽車。他在一份聲明中這樣描述："每隔一段時間，你就會有一群汽車，"。

為了解釋這些云，這項新研究研究人員提出，因為氣體周圍的密度在外圍稍低，這導致它比更遠處的氣體升溫更快。據(jù)美國宇航局稱，其結果類似于使熱氣球漂浮的浮力，氣球內(nèi)加熱的空氣比外面較冷的空氣輕，而密度的差異使氣球上升。

"這項工作很重要，因為天文學家總是需要把云放在一個特定的位置和速度，以適應我們從[活動星系核]看到的觀察結果，"內(nèi)華達大學的博士生、該研究的主要作者Randall Dannen在一份聲明中說。"他們往往不關心云層是如何形成的具體情況，而我們的工作為這些云層的形成提供了一個潛在的解釋。"

研究人員要進一步研究這些宇宙云，希望能找出云層移動如此之快的原因。

摘要：在活動星系核（AGN）中，可能驅(qū)動質(zhì)量外流的主要機制之一是熱驅(qū)動。電離和加熱等離子體的X射線也會使其熱不穩(wěn)定。事實上，觀察到的AGN風中的團塊是由熱不穩(wěn)定性（TI）造成的。雖然許多采用AGN外流的隨時間變化的數(shù)值模擬的研究已經(jīng)包括了TI的必要物理學，但目前為止，還沒有一個研究能夠產(chǎn)生結塊現(xiàn)象。

我們在這提出了第一個這樣的一維和二維的結塊風模擬，通過模擬被AGN照射的準星系尺度的外流而得到的。通過對廣泛的參數(shù)調(diào)查和物理論證的分析，我們發(fā)現(xiàn)，以前的數(shù)值模型中缺乏結塊的現(xiàn)象可以歸因于以下三種影響。

1.沒有足夠的輻射加熱或其他物理過程阻止流出的氣體進入TI區(qū)；2.在氣體進入TI區(qū)的情況下，拉伸的穩(wěn)定效應（由于快速的徑向加速）；3. 流速效應：在拉伸效率不高的情況下，流速仍然可以很快地通過TI區(qū)，使擾動增長太快。除了這些，我們還發(fā)現(xiàn)，在外流中觸發(fā)TI需要一個必要條件，那就是：一旦氣體進入TI區(qū)，壓力電離參數(shù)將沿流線下降。

BY: inverse

FY:?秋白

如有相關內(nèi)容侵權，請在作品發(fā)布后聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處