网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

黑洞喷流何时喷发?科学家想提前1到10天预报

0
分享至

黑洞不是"东西",至少有些天体物理学家更愿意把它叫作"地点"——宇宙物理定律被推到极限的地方。围绕这个"地点",有一件事让研究者头疼了很久:它什么时候会朝外喷出一股物质流?


先说清楚喷流是什么。黑洞引力极强,附近的一切都会被拉过去。当另一颗恒星靠得太近,黑洞会把它的气体剥离。这些气体不一定立刻越过事件视界、彻底离开我们可观测的宇宙,而是先在一个高速旋转的吸积盘里堆积,温度被抬到极端水平。其中一部分过热物质,会沿着黑洞自转轴的两侧,以一对准直喷流的形式被抛出去。

这些喷流是等离子体和粒子的流,速度可以达到相对论级别。它们的射程也大得离谱:最大的喷流来自超大质量黑洞,能延伸到数百万秒差距之外。天体物理学家已经观测到很多这样的喷流,但它的确切成因仍不确定——黑洞周围的极端引力、磁场和温度,都是这件事的一部分。

喷流还会反过来塑造周围环境:它加热恒星形成的冷气体,并在巨大尺度上把这些气体推来推去。恒星由冷气体形成,喷流带来的能量正好和这个过程对着干;喷流还能吹出气泡,那里的气体过于稀薄,无法坍缩成星。

既然喷流影响这么大,能提前知道它什么时候喷,就很有价值——观测设备可以提前对准目标。发表在《天体物理学杂志》上的新研究在这方面推进了一步,论文题目是《喷流预报:通过X射线性质预判恒星级黑洞的离散喷流抛射时机》,作者是富山大学理工学研究科的川口俊宏和名古屋大学宇宙地球环境研究所的山冈和贵。

两人在这个问题上已经做了一段时间。2025年的一项研究里,他们分析了一个由黑洞和供体星组成的X射线双星系统,发现吸积盘内区参数与喷流活动之间存在联系。研究提示,当吸积盘内边缘朝最内稳定圆轨道(ISCO)收缩时,黑洞会抛出喷流。作者写道:"这一事实提示,喷流物质来源于吸积盘最内区的吸积物质。"

但那篇论文也指出,还需要更多观测。作者在结论中写道,X射线光谱和时变观测对理解变化极快的吸积盘状态都很重要,而密集、同步的射电观测对理解盘与喷流的相互作用同样关键。

2025年的工作基于一个黑洞X射线双星系统在1999至2000年一次爆发期间的观测。新研究把范围扩大到四个黑洞双星系统:一个来自此前论文,另外三个是新增的。

X射线双星在喷流抛出前,X射线辐射似乎会出现变化:光谱改变,光变幅度下降。天体物理学家把这些变化解读为喷流即将发出的信号,但信号一直不够清晰可靠,没法用来安排后续观测。而此前的工作显示,吸积盘内边缘收缩到ISCO时喷流会被抛出——这或许就是那个可靠信号。

新研究把观测扩展到更多X射线双星,检验这个规律是否成立。结果显示,吸积盘内区半径(称为Rin)快速减小,加上X射线辐射光变幅度(用rms表示)下降,是喷流抛出的可靠预兆。作者写道:"四个源全部在射电活动前1到10天表现出喷流抛射的前兆,即Rin和rms的下降。"

还有一个反直觉的发现:喷流抛出前,并没有可靠检测到吸积物质总量的增加。研究者解释:"每次喷流抛射前,它们都没有出现M的巨大跃升。"至少在一个系统中,吸积率在喷流抛出前的30天里实际上是在衰减的。作者写道,他们考察了XTE J1859的吸积率M随时间的变化,发现在爆发期间它呈指数衰减(e折时标约30天),在喷流抛射前后没有出现巨大跃升。

不过XTE J1859确实露出了一点诱人的迹象。作者写道:"在喷流产生前,M有约20%增强的迹象。"但这只是迹象,还需要更好的观测来支持。研究者表示,M随时间演化中的这类精细结构,将来会通过"喷流预报"用更好的数据来检验。

另一个值得注意的发现与爱丁顿极限有关。这是一个理论阈值,处在引力的向内作用力与辐射的向外作用力之间的平衡点上。在四个系统中的两个里,喷流是在这个阈值以下形成的。一些喷流抛射模型认为,必须要有超过这一极限的超爱丁顿吸积才能抛出喷流,但这批结果说的不是这样。

川口教授说:"监测Rin似乎适合用来预测喷流抛射的时机。发展'喷流预报'将使我们能把观测设施集中到预期的喷流抛射时间上,从而加速我们对喷流物理的理解。"

按照设想,这套预报模型会盯住收缩的Rin和X射线光变幅度,两者都被检测到时,就向其他望远镜发出警报,争取更完整的观测。作者写道:"当Rin和rms持续下降、且Rin即将到达ISCO时,可以发出警报作为'喷流预报',触发机会目标(ToO)观测。"

这件事不完全是学术兴趣。地球历史上一直受到高能粒子轰击,地球磁场 shield 挡掉了大部分,但仍有一些穿透进来,引发次级粒子簇射。确凿证据还很薄弱,但一些研究者仍把它们视为地球生命历程中的一个因素。川口教授总结道:"宇宙中的喷流抛射会产生高能光子和粒子,比如中微子,而这类宇宙线长期影响着地球生物的演化,包括人类。"

换句话说,黑洞喷流的"天气预报"目前还只是雏形:靠的是吸积盘内边缘收缩和X射线光变变弱这两个前兆,提前量在1到10天之间。至于喷流究竟如何被点燃,极端引力、磁场和温度各占多少分量,仍待更完整的同步观测来回答。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
200架轰炸机,70架预警机,1300架战斗机,亚洲第一空军浮出水面

200架轰炸机,70架预警机,1300架战斗机,亚洲第一空军浮出水面

历史点行
2026-10-14 18:30:13
中交集团原董事长被开除党籍,通报指“带头腐化堕落”

中交集团原董事长被开除党籍,通报指“带头腐化堕落”

中国新闻周刊
2026-11-11 23:38:04
他两次选入政治局,一次比一次高,却想让两位上级跟中央反映一下

他两次选入政治局,一次比一次高,却想让两位上级跟中央反映一下

陈穟侃故事
2026-11-11 20:58:01
满足感爆棚的性生活,都有这3个特征

满足感爆棚的性生活,都有这3个特征

精彩分享快乐
2026-09-18 21:00:03
特朗普称美国不需要与伊朗达成协议,油价直线拉升

特朗普称美国不需要与伊朗达成协议,油价直线拉升

华尔街见闻官方
2026-11-12 21:46:31
轻松一刻:不懂就问,盲道这设计有说法?

轻松一刻:不懂就问,盲道这设计有说法?

莱月昂
2026-11-10 19:16:11
0分2板!主帅诺里赛后盛赞卡尔森:他完成的非常好,换成杨瀚森要被骂惨了!

0分2板!主帅诺里赛后盛赞卡尔森:他完成的非常好,换成杨瀚森要被骂惨了!

詹妹侃体育
2026-11-12 15:52:07
中国证监会:东方通证券违法行为严重扰乱证券市场秩序

中国证监会:东方通证券违法行为严重扰乱证券市场秩序

极目新闻
2026-11-12 07:53:27
几千块真的可以难倒英雄汉!东莞父亲掏不出女儿高中9300元学费急哭,兜里仅剩3000元

几千块真的可以难倒英雄汉!东莞父亲掏不出女儿高中9300元学费急哭,兜里仅剩3000元

捣蛋窝
2026-09-01 17:05:01
43架歼20、16架空警500,空军演习随手一出,比美军实战还要阔绰

43架歼20、16架空警500,空军演习随手一出,比美军实战还要阔绰

巅峰高地
2026-11-12 19:14:36
“彩电大王”倪润峰逝世:他掀起彩电价格战,也见证一个家电时代落幕

“彩电大王”倪润峰逝世:他掀起彩电价格战,也见证一个家电时代落幕

澎湃新闻
2026-11-12 16:58:05
《后会友期》王子璇为什么选择把三万块还回去?这场镜头前的退款,根本不是简单认错

《后会友期》王子璇为什么选择把三万块还回去?这场镜头前的退款,根本不是简单认错

浑水默娱
2026-11-07 12:30:34
小米18标准版曝光:12月上旬发布!

小米18标准版曝光:12月上旬发布!

小兔子发现大事情
2026-11-13 01:03:26
为什么台湾问题不能被摆上餐桌?

为什么台湾问题不能被摆上餐桌?

风铃草语
2026-11-12 07:24:37
封神!穆里尼奥四大操作引爆皇马,豪取八连胜无人能挡

封神!穆里尼奥四大操作引爆皇马,豪取八连胜无人能挡

奶盖熊本熊
2026-11-12 08:56:04
纳斯达克中国金龙指数跌幅扩大,现跌3%,最新报5480.27点

纳斯达克中国金龙指数跌幅扩大,现跌3%,最新报5480.27点

每日经济新闻
2026-11-12 23:43:04
车晓谈前夫李兆会:世上除了我妈他最爱我,但他的爱令我无法承受

车晓谈前夫李兆会:世上除了我妈他最爱我,但他的爱令我无法承受

舊事別提
2026-10-08 20:51:28
什么东西用了以后才发现之前都在过什么苦日子啊?网友:你真敢说

什么东西用了以后才发现之前都在过什么苦日子啊?网友:你真敢说

另子维爱读史
2026-11-12 22:35:18
特朗普计划在卸任前发布“大规模赦免” 称那些曾经被他赦免的民众至今见到他还会落泪

特朗普计划在卸任前发布“大规模赦免” 称那些曾经被他赦免的民众至今见到他还会落泪

每日经济新闻
2026-11-11 18:29:05
高叶拿影后那三秒,宋佳的脸替所有人演了一遍输不起也得输得体面

高叶拿影后那三秒,宋佳的脸替所有人演了一遍输不起也得输得体面

手工制作阿歼
2026-11-12 08:00:01
2026-11-13 02:36:49
理性之光啊
理性之光啊
有态度网友ytd
31文章数 16关注度
往期回顾 全部

头条要闻

小伙疑遭拘禁殴打20天瘦至60斤 被解救送回家次日死亡

头条要闻

小伙疑遭拘禁殴打20天瘦至60斤 被解救送回家次日死亡

体育要闻

库里已前往医院接受MRI 专家预测伤停2周

娱乐要闻

空军生日当天,央视公开“点名”肖战

财经要闻

黄仁勋,辞职

科技要闻

突发!黄仁勋辞职,英伟达CFO临时接任

汽车要闻

埃安Ray7上市限时11.47万元起 702km续航/L4同源智驾

态度原创

教育
家居
游戏
艺术
公开课

教育要闻

高频易错考题,对折陷阱,家长也踩坑

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

首发仅需一杯奶茶钱,十类主题教室解锁,“最差一届”正式发售

艺术要闻

历时15年才建成!泉州第一高楼,连名字都换了!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版