觀察到超大質量黑洞像宇宙蜘蛛一樣織出繩狀等離子體氣流

一個長達570光年的相互纏繞的等離子體流從遙遠的耀變體以近光速噴射出來。

這幅插圖顯示超大質量黑洞正噴射出纏繞的等離子體流。

圖片來源：這幅插圖顯示超大質量黑洞正噴射出纏繞的等離子體流。

遙遠的超大質量黑洞像一只宇宙巨蜘蛛，黑洞的旋轉使等離子氣流纏繞成繩狀，以近光速噴流出來。

天文學家通過射電望遠鏡網絡組合目睹了這一奇景，望遠鏡網絡中包括俄羅斯的小熊空間射電望遠鏡，這些望遠鏡組合起來形成的天線口徑相當于地球直徑。這個望遠鏡網絡專門設置來觀測一個名爲3c 279的耀變體核心。這些觀測結果共同組成了科學家有史以來觀測到的最詳細的從超大質量黑洞噴射出的相對論性噴流的形狀，揭示了氣流源頭複雜的相互纏繞的模式。這一新的觀測圖可能會挑戰40年以來人們普遍接受的理論，這些理論解釋噴流如何形成，如何隨時間變化。

“多虧小熊射電空間望遠鏡項目和由全球各地23座射電望遠鏡組成的網絡，我們獲得了目前爲止耀變體內部最高清的圖像，從而第一次詳細觀察噴流內部的結構，” 安達盧西亞天體物理研究所（IAA-CSIC）的負責人兼研究員安東尼奧·弗恩特斯在一次發言中說道。

太空蜘蛛的一張長達570光年的網

由于星系內部是一個持續吞噬周圍物質的超大質量黑洞，像3C 279這樣的耀變體成了星系閃耀的核心，向外發射高能光束。這麽說的意思如下。

星系中心不斷吞噬的黑洞，持續攪動它們吞噬的物質，物質形成了虛空上方由氣體和塵埃組成的扁平盤狀，稱爲吸積盤。總體上，這些場景被統稱作活動星系核。活動星系核非常明亮，光線勝過其周圍星系中每一顆星星的光線總和。

但大約有10%的活動星系核在整個黑洞吞噬過程中噴射出相對論性噴流。這樣的活動星系核叫類星體——當這些類星體的噴流直沖地球時，這樣的類星體叫耀變體。

對3C 279的新觀測揭示了關于等離子氣流和耀變體中心超大質量黑洞的前所未有的細節。“這是我們首次接近氣流源頭看到這麽細微的細節，這也讓我們更了解黑洞是怎麽形成等離子體的。”團隊另一名成員，也是全球毫米波VLBI（甚長基線幹涉測量）陣列的歐洲組織者，愛德華多·羅斯在一次發言中說。“這展示了不同的望遠鏡如何揭示同一對象的不同特征。”

值得一提的是，團隊發現噴流至少有兩股等離子體細絲纏繞，從源頭延伸出570多光年。這些觀測結果也顯示，等離子體噴流不是直線，也不均勻，受中心黑洞的影響它們表現出纏繞和彎曲的形態。

由世界各地的射電望遠鏡網絡獲取的圖像顯示耀星體3C 279噴射出等離子體細絲纏繞而成的噴流。（圖片來源：美國航空航天局/美國能源部/費米望遠鏡 聯合組織；甚長基線幹涉測量組織的喬斯坦德等人；小熊空間望遠鏡項目的弗恩特斯等人）

纏繞或者螺旋狀的細絲，是等離子噴流的不穩定性造成的，這可能意味著之前關于噴流形成發展的理論需要被修改。這一研究也可能修正我們對活動星系核最開始形成近光速的噴流時磁場的作用的理解。

“從觀測結果得出的一個特別有趣的結論是，觀測結果揭示了限制噴流的螺旋磁場的存在。” 團隊成員之一，來自馬克斯·普朗克射電天文學研究所的科學家趙光耀在發言中說。“因此，可能是使3C 279周圍的噴流順時針旋轉的磁場，導致噴流中的等離子體以0.997倍的光速移動。”

—研究表明，人類拍到的第一張黑洞照片裏的黑洞在自旋。

—距離地球最近的兩個超大質量黑洞位于星系碰撞的殘骸中

—暗能量可能允許黑洞以完美配對的雙黑洞形式存在

這項研究說明關于耀變體及其噴流仍有很多需要研究，仍有必要建立更精確的模型來模擬超大質量黑洞吞噬過程。研究也強調了升級射電望遠鏡和發展更精細的遙遠宇宙天體成像技術的重要性。

“我們正進入全新的領域，這些細微的等離子體細絲與黑洞四周最複雜的噴流形成過程有關。” 團隊成員之一，來自馬克斯·普朗克射電天文學研究所的科學家安德烈·洛巴諾夫在發言中說。

BY:Robert Lea

FY:小白

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