75億光年外!科學家發現巨大黑洞噴流,2300萬光年,意味着什麼

黑洞不是完全“黑”的!恰恰相反,這種天體還有可能極其耀眼,比恆星、甚至比星系還明亮。

對於一個正在吞噬物質的黑洞來說,它可以在自己的周圍形成巨大的明亮吸積盤。在它的兩極,還有可能射出能量強大的相對論性噴流。幸運的是,地球附近沒有這麼恐怖的黑洞,我們不會遭受到它們的傷害。但天文學家發現,這些噴流確實非常恐怖。

最近,天文學家就在宇宙中發現了一個噴流中的怪物,他們還給它起了個名字——Porphyrion。這是希臘神話中的一個人物,名叫波爾費裡翁,是神話中的巨人之王。從這個名字就可以看出來,這個噴流的特點就是大。

研究人員發現,這個Porphyrion竟然達到了7百萬秒差距,也就是差不多2300萬光年!也就是說,這個噴流的長度足以並排放下兩百個銀河系。

或許你對這個長度還是沒有太多概念,我們可以打個比方:如果把這個噴流的長度縮短到地球這麼大,那麼這個黑洞本身按照比例將只有0.2毫米。

你能想象嗎?一個“和蟎蟲差不多一樣大的黑洞”,竟然噴射出“地球這麼大的噴流”。據介紹,這是迄今爲止,人類在宇宙發現的最巨大的黑洞噴流。

在此之前,天文學家就已經發現類似的現象了,比如一個名叫Alcyoneus的星系,噴射出了1600萬光年的巨大噴流,當時的發現者就有點不敢相信自己的眼睛。如今Porphyrion的出現讓天文學家相信這種現象絕非個例,甚至還刷新了紀錄。

如此驚人的噴流,到底是怎麼產生的呢?

當黑洞進行吞噬的時候,大量的物質螺旋着向黑洞內部掉落。在這個過程中,大量的帶電粒子會在黑洞強大的磁場引導之下向其南北兩極加速移動,最終獲得接近光速的速度,在磁場力的作用下噴射出去,形成強大的噴流,這叫做相對論性噴流。

所以,只要黑洞在進行大規模吞噬,產生相對論性噴流也就沒什麼可大驚小怪的。照這麼說,這兩次的發現似乎就能解釋了,但其實並非如此。

Alcyoneus和Porphyrion產生的噴流實在太過巨大,形成的過程非常困難,在時間和空間上都對它們提出了很高的要求。

從時間上講,它們都需要連續10億年不斷地吞噬物質,才能產生如此巨大的噴流。想一想,10億年裡有多少物質源源不斷地被投喂進去,想必是一個天文數字。

從空間上講,它們的噴流在穿越上千萬光年的路途中,不能遇到太多物質的干擾,否則就可能分崩離析。而Porphyrion位於75億光年外,意味着我們看到的它已經是75億年前的模樣了。當時的宇宙比今天更加稠密,想要在這樣的環境下不受干擾,也是很不可思議的事。

研究人員介紹道:黑洞的相對論性噴流是一種不穩定的結構,一旦受到干擾之後,其產生的擾動只會越來越大,直至完全摧毀。也就是說,相對論性噴流本身的不穩定性和“投餵食物”的時間給它加上了兩層限制,從而產生一個上限。只不過現在人類對宇宙的觀測和了解還不夠完善,無法確定這個上限是多少。

這就顯得Alcyoneus和Porphyrion的發現尤爲重要,儘管它們未必能守住最巨大噴流的紀錄,但還是能夠給天文學家提供觀測和研究的對象,或許這個謎題的答案就蘊藏在這兩股“能量柱”中。

不僅如此,宇宙中更多終極謎題,都有可能在它們身上留下蛛絲馬跡,比如星系的形成之謎。

天文學家在宇宙的深處,發現了許多巨大的絲狀結構。它們是由暗物質組成的,在巨大的宇宙尺度下相互交錯,形成了宇宙網。在宇宙絲狀結構交叉的位置,往往就是物質最密集的部位,也就是星系最密集的區域,這裡也分佈着大量星系團的核心。除了交叉點之外,還有更大的空間是相對低密度的區域,就像是所有的網都會有的各種洞。

研究人員計算後發現,Porphyrion的長度,差不多是它所在空洞當時半徑的66%。這意味着,它是足以對周圍的宇宙網產生影響的。

天文學家在宇宙網的空洞區域檢測到了異常的高溫和強大的磁場結構,或許這一次發現就能夠解釋這樣的現象是如何產生的。

更值得注意的,是Porphyrion身份。研究人員指出,這種黑洞屬於宇宙早期很常見的一種,也就是所謂的“輻射模式活躍黑洞(radiative mode active black hole)”,也就是一種很“擅長”釋放強大輻射的黑洞。

通過本次研究,天文學家推測,宇宙早期存在的巨大噴流可能比我們目前想象中要多得多,它們對宇宙的塑造作用也超乎人們的想象。

或許直到今天,這些巨型噴流仍然存在於我們的宇宙中,只不過它們過於遙遠,所以纔沒有被發現太多。隨着人類觀測設備的不斷升級,相信早晚會有超過2300萬光年的巨型噴流被發現。