超大质量黑洞周围物理现象研究获进展（转）

http://paper.sciencenet.cn//htmlpaper/20125291452504224624.shtm

作者：王建成等 来源：《天体物理学期刊》 发布时间：2012-5-29 14:52:50

近日，中科院云南天文台研究员王建成带领的研究团队在超大质量黑洞周围物理现象的研究方面取得进展，他们发现活动星系核的物质传输存在奇特现象，并且，其射电核呈负宇宙演化模式。相关成果日前发表于著名刊物The Astrophysical Journal。

天文观测和理论推论表明，在每个星系的中心都存在一个超大质量的黑洞。有一类特殊的星系，它们中心的黑洞活动非常剧烈，被称之为活动星系核。

在活动星系核中，黑洞通过强大的引力场，吞噬周围物质的过程，称为吸积。而这些物质在被吞噬前聚集在黑洞的周围形成盘状的旋转体，便是吸积盘。黑洞不仅吞噬物质，还会以目前人们不甚知晓的方式从两极抛出物质，这一过程即为喷流。

喷流与吸积是黑洞周围紧密联系的重要物理现象，其具体物理细节是天体物理的研究前沿之一，它们主导活动星系核的剧烈活动现象，如物质的喷射和爆发、高能粒子的产生、很宽波段上极强的电磁辐射等。

活动星系核在各个电磁波段的辐射机制和形态各有特点。比如在射电波段，它通过喷流，把中心区域的物质和能量朝两极传输到外围区域，形成两个巨大的射电瓣。射电核到射电瓣边缘的距离，从1kpc到1000kpc不等（kpc为距离单位，比如银河系的尺寸约为30kpc）。

射电核区是如何通过喷流把物质传输到如此遥远的区域的，仍是个谜。王建成团队收集了1000多个射电活动星系核，对它们的射电瓣和射电核进行研究，发现射电核和瓣具有不同的演化模式，表明物质从中心向外传输存在奇特现象。

另外，他们发现活动星系核的射电核呈负宇宙演化模式，即在活动星系核的早期，它们不容易产生喷流，射电核的射电辐射较弱；然而，研究发现在活动星系核的早期，黑洞周围气体物质丰富，吸积效率高。

研究人员分析表明：当活动星系核中心的超大质量黑洞大量吸积物质时，它“不愿意”抛射喷流物质，而在低吸积物质情况下，“慷慨地”抛射喷流物质，产生强的射电辐射。（来源：中国科学报 张楠）

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  《天体物理学期刊》发表论文摘要（英文）

黑洞视界边缘的逃逸速度是光速，它的两极也不应例外吧，那么，抛射物难道超光速了？那么爱因斯坦似乎不愿接受这个结论。

三叶观天 发表于 2012-5-31 13:47

                               
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黑洞视界边缘的逃逸速度是光速，它的两极也不应例外吧，那么，抛射物难道超光速了？那么爱因斯坦似乎不愿接 ...

喷流应该是视界之外的了，我理解，是磁场对物质加速造成的。

李灼 发表于 2012-5-31 14:12

                               
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喷流应该是视界之外的了，我理解，是磁场对物质加速造成的。

磁场排斥了部分吸引过来的物资？

三叶观天 发表于 2012-5-31 16:13

                               
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磁场排斥了部分吸引过来的物资？

应该不是排斥物资吧，以我的物理知识来理解是类似于带电粒子在磁场中运动被不断加速，因黑洞某一处的磁场极大（其实黑洞的哪种现象都是极剧烈及强大的），所以粒子被加速至极大，成为喷流，——应该就类似于粒子加速器的原理吧，并且黑洞的喷流与其它天体的喷流机理应该相同，只是剧烈程度不同而已。

这些被加速的粒子应不会来源于黑洞视界内吧，那应该是被黑洞吸引过来的，大质量的被吸入黑洞，小质量带电粒子被磁场加速而出，逃过了被吸入黑洞的命运？

三叶观天 发表于 2012-5-31 16:32

                               
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这些被加速的粒子应不会来源于黑洞视界内吧，那应该是被黑洞吸引过来的，大质量的被吸入黑洞，小质量带电粒 ...

肯定不是来自视界内部。另外哪部分被吸入、哪部分成为喷流，我觉得和质量大小无关，就算有关也是和其带电方面的属性有关——且还应该不是简单由电量决定的、过程应该是很复杂的。

在黑洞强大的引力下，视界外的物资基本上也拉扯粉碎了

不就是类星体么。。。另外这句没看懂：“他们发现活动星系核的射电核呈负宇宙演化模式，即在活动星系核的早期，它们不容易产生喷流，射电核的射电辐射较弱；然而，研究发现在活动星系核的早期，黑洞周围气体物质丰富，吸积效率高。”

喷流是从吸积盘上出来的

黑洞在平衡宇宙物质分布啊。物质过于密集黑洞就把它们存起来，当黑洞没有东西吸的时候周围物质太少黑洞就喷点出来补充。

neokoji 发表于 2012-5-31 19:12

                               
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不就是类星体么。。。另外这句没看懂：“他们发现活动星系核的射电核呈负宇宙演化模式，即在活动星系核的早 ...

在生命的早期其喷流弱，吸积强，而随着时间的推移，喷流强，吸积弱。

三叶观天 发表于 2012-5-31 13:47

                               
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黑洞视界边缘的逃逸速度是光速，它的两极也不应例外吧，那么，抛射物难道超光速了？那么爱因斯坦似乎不愿接 ...

黑洞有最小轨道半径的,为视界的1.5倍,在这个半径以外的物质都能逃逸

关于黑洞喷流，有多种解释。其中的关键是吸积盘、旋转黑洞、能层、磁场重连等概念。

要真正理解，要去看书，这里说不清。

黑洞周围空间和时间极度扭曲，甚至封闭，但这种封闭仅仅是三维的封闭，在另一个空间维却是完全打开的，万有引力绝非在三维起作用。时间维与空间维有相关，但绝对不能对等。

一切仅仅是平坦宇宙空间给我们的假像。

文章中提到了负宇宙演化模型，我认为这个才是本质问题。

LICHX 发表于 2012-6-1 11:11

                               
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文章中提到了负宇宙演化模型，我认为这个才是本质问题。

下图是他们的“负演化”，红移越大，数量越少。吸积率小的超大质量黑洞容易产生喷流基本上是共识了吧。所以，我觉得这个结果很合理啊。不过，关于总射电光度的演化，红移越大，数量越多是什么原因比较不理解。

starlism 发表于 2012-6-4 14:41

                               
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下图是他们的“负演化”，红移越大，数量越少。吸积率小的超大质量黑洞容易产生喷流基本上是共识了吧。所 ...

我是这样认为的，吸积小说明黑洞的引力减小负宇宙型增加，红移大的星系活动剧烈为数不多，但是强度很大。

LICHX 发表于 2012-6-4 17:34

                               
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我是这样认为的，吸积小说明黑洞的引力减小负宇宙型增加，红移大的星系活动剧烈为数不多，但是强度很大。 ...

活动星系核在红移为2-3活动性最强，这个是观测结果。红移变小，活动性渐渐减弱。
吸积率小的黑洞容易产生喷流，这个是观测结果。
他们的最大红移在3，所以，在他们的样本中，红移越小活动性减弱，吸积率减小，喷流增多。也就是所谓的“负演化”是合理而可以理解的。

应该不是黑洞引力减小。

starlism 发表于 2012-6-4 20:37

                               
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活动星系核在红移为2-3活动性最强，这个是观测结果。红移变小，活动性渐渐减弱。
吸积率小的黑洞容易产生 ...

黑洞引了减少同样也是负演化的结果。