你聽過黑洞的聲音嗎?黑洞吸積盤中有風，這是中國科學院上海天文台袁峰課題組在十年前的理論預言如今他們與南京大學李志遠課題組合作，發現了黑洞熱吸積流中存在風的直接觀測證據這一研究成果日前發表在了《自然·天文學》上，下面我們就來說一說關于你聽過黑洞的聲音嗎?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

你聽過黑洞的聲音嗎

黑洞吸積盤中有風，這是中國科學院上海天文台袁峰課題組在十年前的理論預言。如今他們與南京大學李志遠課題組合作，發現了黑洞熱吸積流中存在風的直接觀測證據。這一研究成果日前發表在了《自然·天文學》上。

宇宙中幾乎所有星系中心都存在一個超大質量黑洞，由于黑洞的引力，周圍的氣體一邊旋轉一邊往下落，形成了一個“盤”——黑洞吸積盤。吸積盤會發出強烈的輻射和物質外流，人類首張黑洞照片中拍到的輻射就是源于吸積盤。

根據溫度不同，黑洞吸積流分為“冷”“熱”兩種，兩者溫度相差1萬倍，熱吸積流最高溫度可達一萬億度。過去在很長一段時間，人們認為，黑洞周圍的所有氣體都會被黑洞“吃”進去，自然也就不可能有風。

1999年，有研究發現：距離黑洞越近，氣體越少。有人猜測是有風，還有人猜測是由于對流，氣體原地打轉，跑不進去了。當然，這些都隻是猜測，背後的機制并不清楚。在高溫的熱吸積流中是否存在風，于是成了該領域争論的焦點問題。

2011年，袁峰課題組通過超級計算機的數字模拟，結合理論分析，提出預言——熱吸積流中存在很強的風，隻有一小部分熱吸積流的氣體被黑洞“吃”進去了，大部分以風的形式逃逸了出來。這一研究結果當時發表在《美國天體物理》，被同行專家稱為該領域的一個重大進展。如果真的有風，它從黑洞周圍逃逸，不僅“跑”得快而且“跑”得遠，可以到達100秒差距遠的地方（1個秒差距近似等于3.26光年）。風，被認為是影響星系演化的關鍵因素。由于風的速度很快，它會和氣體相互作用，産生激波加熱氣體。而星系演化，正是氣體形成恒星的過程。

不過，由于對熱吸積流風的觀測很困難，加上氣體稀薄，輻射比較弱，一直難以找到直接觀測的證據。

十年磨一劍。袁峰課題組和李志遠課題組通過Chandra望遠鏡，對存在熱吸積流的黑洞M81*進行了高分辨率光譜分析。“鐵元素一般會發射一些譜線，但其頻率和已知的很不一樣，我們由此推測熱吸積流有很大的運動速度。”袁峰告訴解放日報·上觀新聞記者。

觀測數據表明，這些發射線是從速度約每秒3000公裡的外流（風）中發出來的。合作團隊進行了磁流體動力學數值模拟，依據模拟結果計算了吸積流的風産生的發射線的性質，發現與觀測結果非常吻合。這一結果證明M81*中的确存在很強的風，這是首次發現熱吸積流中存在風的直接觀測證據，把人們對黑洞與星系的演化等重要科學問題的理解又向前推進了重要一步。

“黑洞吸積盤真的有風！這就是宇宙的魅力，充滿了未知。最讓人興奮的是，我們證實了自己十年前提出的理論預言，這也激勵着我們向下一個未知繼續努力。”袁峰說。

欄目主編：黃海華 文字編輯：黃海華 題圖來源：新華社 圖片編輯：邵競

來源：作者：黃海華

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