黑洞吞吐之谜

8.黑洞吞吐之谜

一直以来，科学家们都知道，宇宙黑洞是靠狂吞周围星体的物质来不断膨胀，但它如何吞噬、又如何消化这些物质，对地球上的人类来说一直是个谜。最近，以美国密歇根大学的天文学助教乔恩·米勒为首的科学小组找到了答案：他们通过钱德拉X射线望远镜在银河系中发现了一个黑洞，对黑洞周围气体所散发的X射线进行分析，从而揭开了宇宙的一大谜团—黑洞吞吐之谜：那就是黑洞把东西“吞”下去，最终必然会“吐”出来。只有这样，宇宙才可能保持物质能量的平衡。这次被发现的黑洞体系被命名为J1655。米勒表示：“根据星系际规则，J1655是我们的邻居，因此我们能够通过它，了解所有黑洞的功能，包括我们在类星体中发现的奇怪现象。”

恒星的演化过程

米勒发现，这个黑洞体依靠强大的磁场引力，不断吸收周围星体的物质（气体与灰尘）进入自己的圆盘。在此过程中，这些物质开始脱离原本的运行方向，并向黑洞偏离，由此形成“角动量”(描述物体绕轴运动的物理量)，也就是说，黑洞可以由此源源不断地吸收物质和能量。被改变方向的气体，使黑洞周围逐渐形成一个个越来越大、被称做“加速区”的圆环，这个环就像土星环一样。在“加速区”里，大量炽热气体绕着黑洞旋转。“吞”：一层层气体旋风围绕黑洞打旋，使大部分的热气以螺旋形，向黑洞内部扩展，约有30%的气体被驱散到宇宙中。“吐”：J1655黑洞驱动的磁场风，因磁场压力使气体向圆盘上和向圆盘外扩张，带走能量。

随着物质越吸越多，黑洞必须把圆盘上的物质转移走，以便为持续涌进的物质能量提供足够的空间。打个比方说，就像一个巨大的水车。黑洞必须在吸收物质的同时，释放出相应的能量。

30多年来，科学家们一直认为，圆盘内磁性物质之间产生摩擦，使圆盘从内向外形成风流，并使外部气体向内扩散。气体和尘埃就这样被吸进黑洞。

粒子在被吞噬前发生辐射

当圆盘被这些物质的摩擦力所压缩时，就会使圆盘发热，并释放X射线。事实上，除了摩擦力外，磁场风也能帮助黑洞释放物质能量。旋转的磁场风在“加速区”中，可达到每秒500千米的高速度，部分物质能量因此被它“驱赶”回宇宙空间。最终，分子摩擦和磁场风，使吸入黑洞的物质能量和被释放的物质能量，得以保持平衡。