一旦你將視野置于地球雄偉的天空之外，“云”這個詞不再意味著是一個可以產(chǎn)生雨水的白色蓬松結(jié)構(gòu)。相反，云層在浩瀚的宇宙中是比它的周圍環(huán)境密度更大的笨重區(qū)域。

該插圖描繪了一種活動星系核中的類星體，周圍環(huán)繞著都是塵埃的甜甜圈形狀的圓環(huán)（torus）和一團(tuán)團(tuán)的云。這些云剛開始很小，但是可以延伸到超過1秒差距（3.3光年）寬。在上圖中，這些云距離環(huán)面至少1秒差距。

圖源：尼摩·阿卜克納爾（Nima Abkenar）插圖

太空望遠(yuǎn)鏡在超大質(zhì)量黑洞的附近觀察到這些宇宙云，任何光都無法逃脫這些神秘而稠密的物質(zhì)，其質(zhì)量相當(dāng)于十萬個太陽。幾乎每個星系的中心都有一個超大質(zhì)量的黑洞并且如果它從周圍饕餮了大量氣體和塵埃就會成為“活動星系核”(AGN)。最亮的一種活動星系核（AGN）叫做“類星體”。雖然我們無法看見黑洞本身，但是當(dāng)物質(zhì)靠近黑洞的事件視界被撕裂時，黑洞附近就會閃著極其耀眼的光，同時也意味著它踏上了一條不歸路。

該圖描繪了一個被吸積盤包圍的快速旋轉(zhuǎn)超大質(zhì)量黑洞。薄薄的旋轉(zhuǎn)吸積盤由類太陽恒星的殘留物組成，這些殘留物被黑洞的潮汐力撕裂。上圖中用了各種標(biāo)記來介紹黑洞迷人的結(jié)構(gòu)。

圖源：NASA

但黑洞才不像個真空吸塵器，因為它們不只是吸收所有靠近他們的物質(zhì)。盡管某些物質(zhì)直接掉進(jìn)黑洞之后再也不會被看見，但是附近的氣體會被噴射出來形成一個膨脹千年的外殼。這是因為在黑洞的事件視界附近的區(qū)域非?；钴S，正是黑洞周圍高速粒子產(chǎn)生的高能輻射將大量氣體噴射進(jìn)無垠的太空中。

科學(xué)家初步設(shè)想這些噴射氣體的氣流是穩(wěn)定的。其實不然，它是厚重的，并且可以從黑洞延伸至1秒差距（3.3光年）之外。盡管它們開始時很小，但是能擴(kuò)張到超過到1秒差距寬，甚至范圍可至地球與太陽之外最近的恒星——比鄰星（Proxima Centauri）之間的距離。

內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校的天體物理學(xué)家丹尼爾·普羅加（Daniel Proga），將黑洞周圍厚重的云比作大量被擠在在高速公路匝道的汽車，它們在等待著交通信號燈的調(diào)節(jié)以進(jìn)入正道。他還說“時不時就會有一堆車涌入匝道。”

如何解釋出現(xiàn)在太空深處的這些云呢?普羅加及其同事用一個新的計算機模型提出了這個謎題的可能解決方案，并且在《天體物理學(xué)雜志通訊》（Astrophysical Journal Letters）發(fā)表了一篇由博士生蘭德爾·丹寧（Randall Dannen）指導(dǎo)的論文。結(jié)果表明超大質(zhì)量黑洞附近的極度高溫可以讓氣體以極快的速度噴射出去，但是在特殊情況下也會形成云團(tuán)。如果氣體增速太快，它就不足以冷卻到形成云團(tuán)。計算機模型將這些因素考慮進(jìn)去并且提出一種既能讓氣體傳播遠(yuǎn)還能形成云團(tuán)的機制。

該圖為麒麟座V838，周圍是圍繞著超大質(zhì)量黑洞的塵埃云。

圖片來源：羅伯托·科倫巴里/美國宇航局/哈勃遺產(chǎn)團(tuán)隊

普羅加說：“在黑洞外殼邊緣附近有一種攝動機制讓氣體的密度比往常更小，這種攝動讓氣體的加熱效率非常高，遠(yuǎn)處的溫度較低的氣體就會被沖破。”

這種現(xiàn)象就像是使熱氣球漂浮的浮力。氣球內(nèi)的熱空氣比外面的冷空氣更輕，內(nèi)外的密度差使氣球上升。

丹尼爾說：“這項工作非常重要，因為天文學(xué)家們?yōu)榱私忉屛覀冊诨顒有窍岛酥锌吹降默F(xiàn)象時，把這些‘云團(tuán)’放在某個給定的特定的位置或者特定的速度。他們通常并不考慮這些云團(tuán)在最初形成時候所處的特殊環(huán)境。而我們的工作，就為它們的形成提出了一種可能的解釋。”

但是該計算機模型只關(guān)注了云團(tuán)的外殼，而沒有考慮到黑洞吸積盤的物質(zhì)漩渦。他們接下來的工作，就是研究氣體的流動是不是來源于吸積盤本身，同時，一些云團(tuán)能夠達(dá)到約每小時2000萬英里（約合每秒1萬公里）的驚人速度，這道未解的謎題也是他們下一步工作的重點。

這項研究涉及活動星系核物理學(xué)中的重要課題，得到了美國宇航局（NASA）的資助。并由丹寧、普羅加、內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校(UNLV)博士后學(xué)者蒂姆·沃特斯和前UNLV博士后學(xué)者謝爾蓋·戴達(dá)（現(xiàn)劍橋大學(xué)）合著。

BY: Elizabeth Landau

FY: Estrella

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