一旦離開在地球上看到的廣闊的天空，“云”這個詞就不再意味著能夠產(chǎn)生雨水的白色霧狀可見聚合物了。無垠的宇宙中的云指的是比周圍環(huán)境密度更大的團(tuán)狀區(qū)域。

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這幅插圖描繪了一個類星體，一種活躍的星系核，被一個塵土飛揚(yáng)的環(huán)形甜甜圈和稱為 "云 "的團(tuán)塊所包圍。這些云一開始很小，但之后可以擴(kuò)散到超過1秒差距（3.3光年）寬。在這張圖中，云層距離環(huán)形體至少有1個準(zhǔn)秒。

插圖：尼瑪-阿布肯納

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太空望遠(yuǎn)鏡在超大質(zhì)量黑洞附近觀測到了這些宇宙云，這個黑洞的質(zhì)量相當(dāng)于10萬多個太陽，沒有光可以從這個神秘的極高密度的物體中逃逸出來。幾乎每個星系的中心都有一個超大質(zhì)量的黑洞，如果這些黑洞從周圍吞噬了大量的氣體和塵埃，那它就是一個 "活動星系核"（AGN）。最亮的一種AGN被稱為 "類星體"。雖然黑洞本身看不見，但是它的周圍卻非常明亮，因?yàn)槲镔|(zhì)在它的事件視界（也就是不歸點(diǎn)）附近被撕碎時產(chǎn)生了巨大的能量。

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但是，黑洞并不是真空吸塵器；它們并不只是吸走所有靠得很近的東西。雖然黑洞周圍的一些物質(zhì)會直接落入并且再也看不到，但附近的一些氣體會被甩到黑洞外面去，形成一個外殼，并在數(shù)千年內(nèi)不斷擴(kuò)大。這是因?yàn)槭录暯绺浇膮^(qū)域能量極高；黑洞周圍快速移動的粒子所產(chǎn)生的高能輻射可以將大量的氣體噴射到浩瀚的宇宙空間。

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科學(xué)家們估計(jì)這種氣體的外流是平滑的。但是事實(shí)相反，它是塊狀的，延伸到距離黑洞1個秒差距（3.3光年）之外。每塊云開始時很小，但可以擴(kuò)展到超過1個秒差距的寬度——這個距離甚至大于地球到半人馬座恒星之間的距離（除太陽以外離地球最近的恒星）。

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拉斯維加斯內(nèi)華達(dá)大學(xué)的天體物理學(xué)家丹尼爾-普羅加將這些團(tuán)塊比作在高速公路匝道上等待的汽車群，匝道上的紅綠燈是為了調(diào)節(jié)車流的涌入。他說："每隔一段時間，就會從匝道涌入車流。"

如何解釋太空中的這些云狀物？普羅加及其同事建立了一個新的計(jì)算機(jī)模型，為這個謎團(tuán)提出了一個可能的解決方案，并且發(fā)表在了《天體物理學(xué)雜志通訊》上，此雜志由博士生蘭德爾-丹寧領(lǐng)導(dǎo)牽頭創(chuàng)辦?？茖W(xué)家們表明，超大質(zhì)量黑洞附近極其強(qiáng)烈的熱量可以使氣體極快地向外流動，但這個原因也可能導(dǎo)致云團(tuán)的形成。如果氣體溢出的速度過快，它將不會冷卻到足以形成團(tuán)塊。計(jì)算機(jī)模型考慮到了這些因素，并提出了一種方案能夠使氣體逸散得很遠(yuǎn)，但同時也會形成團(tuán)塊。

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"氣體殼的外緣附近有一個擾動會使氣體密度低一點(diǎn)，"普羅加說。"這會令氣體加熱。然后遠(yuǎn)處的冷氣體又被拉升。"

這種現(xiàn)象有點(diǎn)像使熱空氣氣球漂浮的浮力。氣球內(nèi)受熱的空氣比外面較冷的空氣要輕，這種密度差異使氣球上升。

丹尼爾·普羅加說：“這項(xiàng)工作很重要，因?yàn)樘煳膶W(xué)家總是需要把云放在一個特定的位置，給它特定的速度，以適應(yīng)我們從AGN看到的觀察結(jié)果。他們往往不關(guān)心云層首先是如何形成的具體細(xì)節(jié)，而我們的工作為這些云層的形成提供了一個潛在的解釋?！?/p>

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這個模型只看了氣體的外殼，而沒有看在黑洞周圍旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)盤，而就是這個物質(zhì)盤給它們提供了能量。研究人員的下一步是研究氣體的流動是否源于圓盤本身。他們很好奇為什么一些云的移動速度極快，能夠達(dá)到每小時2000萬英里（每秒1萬公里）。

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這項(xiàng)研究涉及活動星系核物理學(xué)中的一個重要課題，得到了美國國家航空航天局的資助。該研究是丹寧、普羅加、UNLV博士后學(xué)者蒂姆-沃特斯和前UNLV博士后學(xué)者謝爾蓋-迪達(dá)（現(xiàn)在在劍橋大學(xué)）共同署名創(chuàng)作的。

BY: Tricia Talbert

FY: 二林喜丫

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