天文學家發現黑洞噴流的輻射機制

近期，中國科學院上海天文臺研究員袁峰帶領的國際團隊，以M87星系中心超大質量黑洞的噴流為研究對象，針對當前重要的兩種黑洞噴流模型的正確性，開展了研究。

黑洞是宇宙中奇特的天體，具有超強的引力，以至于在黑洞半徑內連光都無法逃脫它的引力束縛。100多年前的天文學家通過觀測發現，在黑洞半徑之外距離很近的地方，黑洞能夠以接近光速的速度向外噴射出包含物質和能量的強大外流——噴流。噴流如何形成？目前，這一領域主要有“提取黑洞轉動能”模型和“提取吸積盤轉動能”模型。

天文學家試圖剖析噴流的能量來源問題。然而，這兩種模型產生的噴流與對噴流的形態、寬度、速度場、偏振等的觀測結果是否一致？兩個噴流形成機制的模型，哪一個是正確的？該研究通過計算兩種模型預言的輻射并與觀測進行對比發現，通過磁場提取黑洞轉動能的模型所預言的噴流與實際觀測結果一致，而另一個通過磁場提取黑洞吸積盤轉動能的模型則難以解釋觀測結果。

進一步，該研究分析黑洞噴流中產生“磁重聯”的物理機制發現，這是由于M87黑洞吸積盤中磁場會產生“磁爆發”。該爆發能夠對磁場產生強擾動，而該擾動能夠傳播很遠的距離，導致噴流中的磁重聯。

3月23日，相關研究成果以Modeling the inner part of the jet in M87: confronting jet morphology with theory為題，發表在《科學進展》（Science Advances）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會的支持。

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