一旦你将視野置于地球雄偉的天空之外，“雲”這個詞不再意味着是一個可以産生雨水的白色蓬松結構。相反，雲層在浩瀚的宇宙中是比它的周圍環境密度更大的笨重區域。

該插圖描繪了一種活動星系核中的類星體，周圍環繞着都是塵埃的甜甜圈形狀的圓環（torus）和一團團的雲。這些雲剛開始很小，但是可以延伸到超過1秒差距（3.3光年）寬。在上圖中，這些雲距離環面至少1秒差距。

圖源：尼摩·阿蔔克納爾（Nima Abkenar）插圖

太空望遠鏡在超大質量黑洞的附近觀察到這些宇宙雲，任何光都無法逃脫這些神秘而稠密的物質，其質量相當于十萬個太陽。幾乎每個星系的中心都有一個超大質量的黑洞并且如果它從周圍饕餮了大量氣體和塵埃就會成為“活動星系核”(AGN)。最亮的一種活動星系核（AGN）叫做“類星體”。雖然我們無法看見黑洞本身，但是當物質靠近黑洞的事件視界被撕裂時，黑洞附近就會閃着極其耀眼的光，同時也意味着它踏上了一條不歸路。

該圖描繪了一個被吸積盤包圍的快速旋轉超大質量黑洞。薄薄的旋轉吸積盤由類太陽恒星的殘留物組成，這些殘留物被黑洞的潮汐力撕裂。上圖中用了各種标記來介紹黑洞迷人的結構。

圖源：NASA

但黑洞才不像個真空吸塵器，因為它們不隻是吸收所有靠近他們的物質。盡管某些物質直接掉進黑洞之後再也不會被看見，但是附近的氣體會被噴射出來形成一個膨脹千年的外殼。這是因為在黑洞的事件視界附近的區域非常活躍，正是黑洞周圍高速粒子産生的高能輻射将大量氣體噴射進無垠的太空中。

科學家初步設想這些噴射氣體的氣流是穩定的。其實不然，它是厚重的，并且可以從黑洞延伸至1秒差距（3.3光年）之外。盡管它們開始時很小，但是能擴張到超過到1秒差距寬，甚至範圍可至地球與太陽之外最近的恒星——比鄰星（Proxima Centauri）之間的距離。

内華達大學拉斯維加斯分校的天體物理學家丹尼爾·普羅加（Daniel Proga），将黑洞周圍厚重的雲比作大量被擠在在高速公路匝道的汽車，它們在等待着交通信号燈的調節以進入正道。他還說“時不時就會有一堆車湧入匝道。”

如何解釋出現在太空深處的這些雲呢?普羅加及其同事用一個新的計算機模型提出了這個謎題的可能解決方案，并且在《天體物理學雜志通訊》（Astrophysical Journal Letters）發表了一篇由博士生蘭德爾·丹甯（Randall Dannen）指導的論文。結果表明超大質量黑洞附近的極度高溫可以讓氣體以極快的速度噴射出去，但是在特殊情況下也會形成雲團。如果氣體增速太快，它就不足以冷卻到形成雲團。計算機模型将這些因素考慮進去并且提出一種既能讓氣體傳播遠還能形成雲團的機制。

該圖為麒麟座V838，周圍是圍繞着超大質量黑洞的塵埃雲。

圖片來源：羅伯托·科倫巴裡/美國宇航局/哈勃遺産團隊

普羅加說：“在黑洞外殼邊緣附近有一種攝動機制讓氣體的密度比往常更小，這種攝動讓氣體的加熱效率非常高，遠處的溫度較低的氣體就會被沖破。”

這種現象就像是使熱氣球漂浮的浮力。氣球内的熱空氣比外面的冷空氣更輕，内外的密度差使氣球上升。

丹尼爾說：“這項工作非常重要，因為天文學家們為了解釋我們在活動星系核中看到的現象時，把這些‘雲團’放在某個給定的特定的位置或者特定的速度。他們通常并不考慮這些雲團在最初形成時候所處的特殊環境。而我們的工作，就為它們的形成提出了一種可能的解釋。”

但是該計算機模型隻關注了雲團的外殼，而沒有考慮到黑洞吸積盤的物質漩渦。他們接下來的工作，就是研究氣體的流動是不是來源于吸積盤本身，同時，一些雲團能夠達到約每小時2000萬英裡（約合每秒1萬公裡）的驚人速度，這道未解的謎題也是他們下一步工作的重點。

這項研究涉及活動星系核物理學中的重要課題，得到了美國宇航局（NASA）的資助。并由丹甯、普羅加、内華達大學拉斯維加斯分校(UNLV)博士後學者蒂姆·沃特斯和前UNLV博士後學者謝爾蓋·戴達（現劍橋大學）合著。

BY: Elizabeth Landau

FY: Estrella

如有相關内容侵權，請在作品發布後聯系作者删除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!