原创 黑洞吞光又喷流?那些飙到百万公里时速的粒子到底哪儿来的
创始人
2025-09-04 14:00:54
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你说这宇宙怪不怪?黑洞连光都能吞进去,按说啥东西都别想跑出来,可偏偏有股粒子流能从它边上逃掉,还跑得飞快,时速能到百万公里那种。我第一次在纪录片里看着那道从黑洞里伸出来的亮线,跟激光似的直戳戳捅到星系外面,当时就愣了 —— 这不矛盾吗?后来查资料才知道,天文学家为这事儿吵了好多年,直到最近才有了点靠谱的说法。

就说那个叫 M87 的黑洞吧,去年上海天文台不是出了个研究嘛,他们盯着这个黑洞的喷流看了好久。这个黑洞可不小,质量是太阳的 65 亿倍,离咱们也不算太远,5500 万光年吧,反正用望远镜能看清楚喷流的模样。我记得他们说,以前有两种说法,一种是喷流的能量来自黑洞自身的转动,另一种说是来自黑洞周围那个吸积盘的转动。结果研究一出来,发现还是黑洞自己转着劲儿甩出来的能量更靠谱,那模型算出来的喷流样子,跟实际看到的几乎一模一样,连喷流边缘亮一点这种细节都对得上。

不过你别以为这就搞明白了,里面还有更玄乎的。那些粒子怎么就被加速到那么快的?去年还有个国际团队用那个叫 IXPE 的太空望远镜,观测了另一个黑洞,好像是在武仙座方向,离咱们 4 亿多光年。他们发现喷流里有冲击波,就跟超音速飞机飞的时候产生的那种波似的,粒子撞到这波上,就跟被人踹了一脚似的,一下子就飙到接近光速了。你想想,那可是每秒 30 万公里啊,换算成时速得多少?我算过一次,后来又忘了,反正快得离谱。而且这些粒子还会发光,亮度是太阳的 1000 亿倍,隔着这么远都能被咱们看见,你说厉害不厉害?

我有时候会瞎琢磨,黑洞周围不是有个吸积盘嘛,全是被引力拽过来的气体和尘埃,转得飞快,温度高得吓人。按说这些东西要么掉进黑洞,要么就该散了,怎么就偏偏有一小撮能形成喷流呢?后来看资料才知道,原来是磁场在搞鬼。吸积盘里的磁场特别强,还会发生那种 “磁爆发”,一爆发就会扰动周围的磁场,然后在喷流里产生 “磁重联”—— 这词儿听着挺专业,其实就是磁场线断了又接上,这个过程会释放出巨大的能量,把粒子加速到极致。上海天文台那研究也说了,就是这个磁重联在起作用,不然粒子哪来那么大劲儿跑那么快。

对了,还有个事儿特有意思。天文学家在 M87 黑洞的喷流里发现了两个结块,用 X 射线望远镜看,这俩结块居然在以 “超光速” 运动,一个是光速的 6.3 倍,另一个是 2.4 倍。当时我还想,这不违反物理定律了吗?后来才知道,这是视觉错觉,叫 “视超光速运动”,因为喷流正好朝着咱们地球的方向,实际速度其实是超过 99% 光速,没真的超过光速。你说这宇宙多会骗人,明明没超光速,看着却比光还快,要是没天文学家解释,我还真以为爱因斯坦错了呢。

不过话说回来,就算现在知道了能量来自黑洞转动,粒子靠冲击波和磁场加速,可还是有好多疑问。比如那个磁场到底是怎么形成的?吸积盘里的物质怎么就正好顺着磁场线跑出来,而不是被黑洞吞了?还有,喷流能跑那么远,有的甚至超过星系尺度,一路上不会被别的东西挡住吗?我上次跟一个学天文的朋友聊,他说这些问题现在还没完全搞明白,还得靠更先进的望远镜去观测,比如那个事件视界望远镜,以后说不定能拍着更清楚的喷流细节。

有时候看着这些宇宙里的奇观,我就会觉得人类特别渺小。咱们在地球上研究这些离咱们几亿光年的东西,靠的就是那一点点光和电波,一点点去拼凑真相。就像这次黑洞喷流的研究,从提出模型到观测验证,花了几十年时间,多少科学家熬了多少夜,才弄明白这么一点点事儿。不过也正是因为这样,每次有新发现的时候,才会觉得特别激动,特别有成就感。

你说,以后会不会有更惊人的发现?比如找到喷流里的粒子到底是什么成分,或者发现黑洞还有别的咱们不知道的 “小动作”。我倒是挺期待的,毕竟宇宙这么大,还有好多秘密等着咱们去揭开呢。要是你对这些也感兴趣,不如在评论区说说,你觉得黑洞喷流最神奇的地方在哪儿?或者你还想知道关于黑洞的哪些事儿,咱们一起聊聊。

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