科學家發現黑洞靠與熱輻射風拔河調節能量

　　據美國太空網報道，科學家發現，通過與其「碎片盤」吹來的一股熾熱輻射風上演拔河大戰，相當於數十億個太陽的特大質量黑洞能夠調節自身能量。

    經過長達10年的觀測，錢德拉X射線天文台最終發現了第一個有關發生於質量只相當於14個太陽的小黑洞內的這種神秘現象的明顯證據。哈佛大學天體物理學家約瑟夫·尼爾遜(Joseph Nielson)表示：「特大質量黑洞附近存在數千顆恆星，可以『擺佈』整個星系的物質。也就是說，特大質量黑洞可能擁有更多自我調節機會。」

　　怪異的「病態」天體

　　黑洞擁有可怕的力量，一旦被其俘虜，任何物質——甚至於光線都無法逃離。但在黑洞周圍，一系列活動產生的高能輻射——包括無線電波和X射線——卻可以進入太空。有時候，這種能量「流失」顯得非常雜亂，部分能量可導入聚焦噴射流，噴射流沿著黑洞的旋轉軸朝兩個方向射出。

　　錢德拉X射線天文台一直對無法預知的黑洞GRS 1915+105進行觀測，這顆黑洞擁有14種不同的亮度狀態，其中包括一種「心跳」狀態——亮度會週期性增大，如同心臟監視器描繪出的心電圖。20多年來，這些未知狀態讓對GRS 1915+105系統的觀測變得異常複雜，雖然每一個大型地面及太空觀測台都曾一瞥這種現象。

　　尼爾森在接受太空網(SPACE.com)採訪時說：「由於這種怪異的光變曲線，黑洞被形象地稱之為『病態』天體。能夠發現輻射風和噴射流的基本物理學原理，我們都感到非常興奮。」在偶爾的能量噴射以及其它活動之後，絕大多數黑洞通常都擁有較長的「平靜期」，但GRS 1915顯然是個另類。這顆黑洞體積雖小，但卻異常活躍，已經擁有長達17年的噴射史。

　　與熱輻射風上演拉鋸戰

　　錢德拉X射線天文台觀測結果顯示，GRS 1915的能量噴射一直與熱輻射風上演拉鋸戰，熱輻射風來自黑洞周圍塵埃與氣體增長盤炙熱的內部區域。尼爾遜說：「外部增長盤實際上吸收了部分能量，並且本質上開始蒸發。隨著能量流出增長盤，它會吸收更多輻射和動量，直至輻射風的速度達到每秒1000公里以上。」與此同時，外部增長盤的蒸發作用則剝奪了黑洞的質量噴射流，並將其作為燃料，直至蒸發殆盡。但質量噴射流卻會再次出現，其中的原因仍舊是一個不解之謎。

　　相比之下，科學家更多地瞭解操縱熱輻射風的可能機制，其中包括除與GRS 1915這個例子有關的熱量驅動或X射線加熱以外的因素。磁場也能夠驅動小黑洞(也被稱之為「微型類星體」)周圍的輻射風。尼爾遜指出：「我們面臨著一個新的謎團——為何一些微型類星體產生磁場驅動下的輻射風，而其它成員卻產生熱量驅動下的輻射風？迄今為止，我們還不知道這個問題的答案。」

　　一個處於進行時的迷

　　任何情況下，噴射流的維持時間都存在差異。尼爾遜說：「可能只有短短幾分鐘，也可能持續幾天或者幾周時間。有時候，噴射流和輻射風會全部停止，只有一個安靜的增長盤慢慢給這個黑洞輸送能量。」

　　現在的GRS 1915繼續提供有用信息，研究人員可利用這些信息瞭解其超大質量黑洞「兄弟」，與後者有關的觀測將進行相當長時間。據悉，這個小黑洞發生的持續一小時的變化相當於一個超大質量黑洞長達一萬年的變化，如果後者的質量是太陽的10億倍。

　　錢德拉X射線天文台的大部分觀測數據只與這個小黑洞有關，研究人員的數據分析工作尚未結束。尼爾遜說：「這有點像回頭去看每一塊拼圖上的圖案，錢德拉非常勝任這份工作，為我們提供了大量寶貴數據。」