近期，國際著名核心刊物《The Astrophysical Journal》（2012，ApJ，744，84）發(fā)表了云南天文臺(tái)研究員王建成帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在超大質(zhì)量黑洞周圍物理現(xiàn)象的研究方面取得的進(jìn)展。

眾所周知，我們的銀河系只是茫茫宇宙中再普通不過的一個(gè)星系。天文觀測(cè)和理論推論表明，在每個(gè)星系的中心都存在一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞（106—108太陽質(zhì)量），黑洞的質(zhì)量以及活動(dòng)特性對(duì)星系的形態(tài)和特征有決定性作用。黑洞通過引力作用吸積周圍的物質(zhì)，把引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電磁輻射能和高能粒子的動(dòng)能，便是黑洞最基本的活動(dòng)方式。有一類特殊的星系，它們中心的黑洞活動(dòng)非常劇烈，被稱之活動(dòng)星系核。

圖1

在活動(dòng)星系核中，黑洞通過強(qiáng)大的引力場(chǎng)，吞噬周圍物質(zhì)的過程，稱為吸積，而這些物質(zhì)在被吞噬之前聚集在黑洞的周圍形成盤狀的旋轉(zhuǎn)體，便是吸積盤。黑洞不僅吞噬物質(zhì)，還會(huì)以目前人們不甚知曉的方式從兩極拋出物質(zhì)，這一過程即為噴流。 噴流與吸積是黑洞周圍緊密聯(lián)系的重要物理現(xiàn)象，其具體物理細(xì)節(jié)是天體物理的研究前沿之一，它們主導(dǎo)活動(dòng)星系核的劇烈活動(dòng)現(xiàn)象，如物質(zhì)的噴射和爆發(fā)，高能粒子的產(chǎn)生，很寬波段上極強(qiáng)的電磁輻射等（如圖1）。

活動(dòng)星系核在各個(gè)電磁波段的輻射機(jī)制和形態(tài)各有特點(diǎn)，比如在射電波段，它通過噴流，把中心區(qū)域的物質(zhì)和能量朝兩極傳輸?shù)酵鈬鷧^(qū)域，形成兩個(gè)巨大的射電瓣（如圖2）。射電核到射電瓣邊緣的距離，從1kpc到1000kpc不等（kpc是距離單位，比如我們銀河系的尺寸約為30kpc），射電核區(qū)是如何通過噴流把物質(zhì)傳輸?shù)饺绱诉b遠(yuǎn)的區(qū)域，這仍然是個(gè)謎。

圖2

王建成研究團(tuán)隊(duì)收集了1000多個(gè)射電活動(dòng)星系核，對(duì)它們的射電瓣和射電核進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)射電核和瓣具有不同的演化模式，表明物質(zhì)從中心向外傳輸存在奇特現(xiàn)象。另外，他們發(fā)現(xiàn)活動(dòng)星系核的射電核呈負(fù)宇宙演化模式，即在活動(dòng)星系核的早期，它們不容易產(chǎn)生噴流，射電核的射電輻射較弱；然而，人們研究發(fā)現(xiàn)在活動(dòng)星系核的早期，黑洞周圍氣體物質(zhì)豐富，吸積效率高。綜上分析表明：當(dāng)活動(dòng)星系核中心的超大質(zhì)量黑洞大量吸積物質(zhì)時(shí)，它不愿意拋射噴流物質(zhì)，而在低吸積物質(zhì)情況下，反而慷慨地拋射噴流物質(zhì)，產(chǎn)生強(qiáng)的射電輻射。