中国科学家揭秘银行系中心大黑洞为何不贪吃

马座 Ａ ★的区域 ． 这 里 就 是银 河 系 的
百 万 倍 到 几 十 亿 倍 的 太 阳 质 量 之 间， 因 此 通 常 认 为 黑 洞 吸 积 周 围 物 质 而 发 出 强 烈 辐 射 就 是 宇 宙 中 能 够 持 续 发 光 的 最 明 亮 天 体 — — 活 动 星 系核 — — 的能 量 来 源 。 但 是奇怪 的是 ， 宇 宙 中 的 大 部 分星系， 包括我们所在的银河系 ， 其 核心虽然 也有巨大 的黑洞 ， 但 是 并 没有出现强 大的辐射 ， 相 对 于 活 动
星 系核 而 言 ， 它 们 显 得 非 常 的 外 流 的形式逃 出 了黑洞 的俘获 。 但 是这 一
想 法存 在 很 大 的争 议 。因此 。 外 流 是 否存在 １ ５年 来 一 直 是 个 未 解 决 的 问题 。 一 直 到去 年 ． 上 海天 文 台 的 袁 峰 研 究 员 等 人 通 过 大 型 计 算 机 的
都 参 与 了其 中 的 重要 研 究 工 作 。
黑 洞 是 宇 宙 中 最 神 秘 的 天 体
之一 ， 它 的超 强 引 力 会 吸 积 周 围 的
气体 ， 形 成 吸 积 流 。这 些吸 积 流 在 向 黑 洞 下 落 的 过 程 中 会 将 引 力 能 转变成气体 的热能 ， 从 而 在 许 多 高
量， 从 而使得 小部 分气体 “ 修 成 正
果” ——落入黑 洞。 理论研 究表明 ， 银 心 附 近 的 气 体 非 常 弥 散 而 且 炽 热， 黑洞就 难 以捕捉和 吞咽 。 而 那 些 驱 动 活 动 星 系 核 产 生 强 大 辐 射 的贪吃黑洞 。 是 因 为 它们 拥 有 足 够
长 时 间 的 详 尽 观 测 得 到 了 丰
的｛ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ） ） 杂志 上 ， 第 一 作 者 是 美
国麻省大 学的王青德 教授 （ 上 海 天 文 台客座 教授 ） 。 上 海 天 文 台 的 袁 峰、 南京 紫金 山天 文台 的纪 丽 、 南 京 大 学 的 李 致 远 等 中 国 科 学 家 也
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近 日。 科 学 家 对 于 黑 洞 的研 究 取得 重大进展 ， 这 项 进 展 有 助 于 我 们 理 解 为 什 么 我 们 的 银 河 系 中 心 虽然 拥 有 一 个 巨 大 的 黑 洞 ． 却 并 没 有 表现 出 很 强 的 活 动性 。这 项 研 究 结 果 发 表 在 最 新 一 期 的 国 际 著 名
（ （ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｝ 文 章 的主 要 内 容 。这 篇 文
章 是 基 于 通 过 世 界 上 分 辨 率 最 高 的 钱 德 拉 ｘ 射 线 望 远 镜 的 详 细 观 测 数 据 的 分 析做 出 的研 究 结 果 。国 际 上一 个 由来 自美 国、 英 国、 荷 兰 以 及 中 国等 国家 的 几 十 名科 学 家 组 成的团队 ， 联 合 申 请 得 到 了 总 计 ３ ０ ０万 秒 观 测 时 间 （ 约 ３ ５天 ） 的 课 题． 这 也 是 钱 德 拉 望 远 镜 有 史 以 来 最 大 的 观 测课 题 之 一 。 观 测 目 标 指 向 了 一 处 名 为 人
能波段 （ 如 ｘ射 线 ） 发 出 强 烈 的 辐
射 。几 乎 所 有 的 星 系 中 心都 存 在 一 个 超 大 质量 黑 洞 。 它 们 的 质 量 在 几
都不再能够 逃脱出来 ， 所 以 视 界 之 内是绝对的黑暗 。 任 何 物 质 进 入 视 界 都将 有去 无 回 。 这 一 成 果 显 然 对 于 我 们 理 解 黑 洞 有 巨大 帮 助 ． 它 表 明 黑 洞 并 不 像我们想象 的那样“ 来者不拒 ” 。 而 是“ 非常挑剔” ！至 于 产 生 这 一现 象 的原因 ． 袁 峰 研 究 员 的 理 论 研 究 给 出了回答 ： 只有“ 牺牲 ” 掉 大 部 分 外 流， 才 能 带 走 吸 积 流 的 能 量 和 角 动
外 流 必 定 存 在 于 黑洞 吸 积 流 中 。
然而 ， 黑 洞 外 围 究 竟 是 否 存 在
外 流 的形 式损 失掉 了 。 只有 １ ％进入 了黑洞视界 。 视界是黑洞 的真 正边界 ，
任何 进 入 黑 洞 视 界 的物 质 。 包括光 ，
大 量 的气 体 外 流 。 最 终 还 是 要 靠 观 测 来 检 验 上 述 理 论 。 这 就 是 这 篇
数 值 模 拟研 究 ， 从理论上首次证明 ，
富 的数 据 。 研 究人 员 通 过 分 析 气 体
中铁元 素的发射线 。 证 明 了 外 流 的 确 是存 在 的 。 具 体来 说 。 该项 研 究 表 明， 大约 ９ ９ ￣ ， ４ 的进入 黑 洞势 力范 围 的
气体最终没 有被黑洞吞噬 ． 而 是 以
大约 １ ５年 前 ， 有科学家 猜想 ， 解 决 上 述 问题 的 关 键 之 一 ， 可 能 是 由 于 大 部 分 的 吸 积 流 进 入 黑 洞 势 力 范围后 ， 在 往 黑 洞 下 落 的 过 程 中
定就会 落入黑洞 ， 也 有 很 大 的 可 能 会被加速 甩出这个区域 ， 这 就 是 本 项 研 究 工作 所 关 注 的 气 体 外 流 。
清
４ ０ 万倍 。 中心 黑 洞 附 近 的大 质量 恒 星 产 生 的 星 风 物 质 进 入 这 个 区 域 后， 其 运 动 轨 迹 将 在 强 大 引 力 的 作 用 下 受 到 严 重 的扭 曲 ， 但 是 并 非 一
题 一 直 以 来 是 困 扰 天 体 物 理 学 家
的难 题 。