黑洞也玩「宇宙翹翹板」!噴流與高速風永遠無法同時出現

記者林育如/編譯

黑洞是不是能「兩全其美」?最新天文研究告訴我們,答案是——不行!科學家發現,黑洞在釋放能量時,會在強力噴流和高速風之間切換,永遠無法同時出現,就像一個巨大的宇宙翹翹板。

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黑洞周圍的吸積盤及高速能量噴流示意圖。(圖/擷取自NASA/JPL-Caltech)

華威大學(University of Warwick)的江家晨(Jiachen Jiang)和牛津大學(University of Oxford)的張佐斌(Zuobin Zhang)領導的研究團隊,長期觀測黑洞系統4U 1630−472,這顆黑洞質量約是太陽的10倍,正從伴星吸取物質形成吸積盤。他們發現,每當黑洞噴出高速等離子噴流,X射線風就會消失;反之,風出現時,噴流就停下。

「這像是在吸積盤裡上演一場能量拉鋸戰,噴流與風互相競爭,永遠不會同時存在。」江家晨說。這一發現揭示了黑洞如何自我調節能量,並影響周圍環境。

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研究團隊使用國際太空站上的NASA中子星內部結構探測器(NICER)和南非的MeerKAT射電望遠鏡,對這顆黑洞觀測了三年。結果顯示,雖然黑洞持續吞噬物質,噴流與風的切換模式仍規律存在,且總體輸出的能量和質量保持穩定,暗示黑洞在「調整方式」,但不減少總輸出。

科學家認為,這種切換與吸積盤內磁場結構有關,而非吸入物質的多少。換句話說,黑洞不只是吞掉氣體和塵埃,還能控制這些物質如何回到宇宙環境中。因為這些氣體和塵埃是新恆星的原料,黑洞的「宇宙翹翹板」效應可能直接影響星系中恆星的形成與演化。

這項研究於1月5日發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊上,為人類

資料來源:Space.comNewsBreak、JPL

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