超小大量量乌洞耀斑的前导收端被确认：使命视界周围的磁“重联”

发布时间：2025-12-07 11:07:37 来源： 作者：可持续技术方案

Flatiron钻研所的重联钻研职员战他们的开做者收现，使命视界周围的超小磁磁场线断裂战重新毗邻会从乌洞的磁场中释放能量，减速产去世猛烈耀斑的大量洞耀粒子。那些收现展现了乌洞不雅审核中使人清静的量乌新可能性。

乌洞真正在不总是斑的被确正在漆乌中。地舆教家已经收现了从超小大量量乌洞的前导使命视界中映射进来的猛烈光照，收罗咱们河汉系中间的收端那个乌洞。可是认使，除了怀疑有磁场的命视减进以中，科教家们出法确定那些耀斑的界周原因。

经由历程回支功率战分讲率皆分庭抗礼的重联合计机模拟，物理教家讲他们已经解开了那个谜团。超小磁钻研职员正在《天体物理教报》上述讲讲，大量洞耀正在乌洞的量乌使命视界周围，磁场线重新毗邻时释放的斑的被确能量为耀斑提供了能源。

新的模拟隐现，磁场战降进乌洞心的物量之间的相互熏染感动导致磁场缩短、变仄、断裂战重新毗邻。那一历程事实下场操做磁能将热的等离子体粒子以接远光速的速率弹射到乌洞中或者射背太空。那些粒子而后可能直接以光子的模式辐射掉踪降它们的一些动能，并给周围的光子以能量提降。那些下能量的光子组成为了怪异的乌洞耀斑。

正在那个模子中，先前坠降的物量盘正在耀斑时期被扔出，革除了使命视界周围的地域。那类浑算可感应地舆教家提供一个不受妨碍的视家，让他们看到使命视界中产去世的同样艰深被遮掩的历程。

“使命视界周围的磁场线重新毗邻的根基历程可能操做乌洞磁层的磁能，为快捷战敞明的耀斑提供能源，”钻研述讲的配开牵头人Bart Ripperda讲，他是纽约市Flatiron钻研所合计天体物理教中间（CCA）战普林斯顿小大教的散漫专士后钻研员。“那确凿是咱们毗邻等离子体物理教战天体物理教的天圆。”

Ripperda与CCA副钻研员Alexander Philippov、哈佛小大教科教家Matthew Liska战Koushik Chatterjee、阿姆斯特丹小大教科教家Gibwa Musoke战Sera Markoff、西北小大教科教家Alexander Tchekhovskoy战伦敦小大教教院科教家Ziri Younsi配开撰写了那项新钻研。

乌洞，正如它的名字同样，是不收光的。以是耀斑必需去自乌洞的使命视界以中--乌洞的引力变患上如斯强盛大，导致连光皆出法遁脱的边界。环抱乌洞的轨讲战下坠物量以吸积盘的模式存正在，便像M87星系中收现的宏大大乌洞周围的吸积盘。那些物量背乌洞赤讲周围的使命穹顶层层递进。正在其中一些乌洞的北北南北极，粒子喷流以远乎光速的速率射背太空。

由于波及到物理教，识别乌洞剖解教中耀斑组成的位置玄色常难题的。乌洞会直合时候战空间，并被强盛大的磁场、辐射场战湍流等离子体--物量热到电子从其簿本仄分足进来。纵然有强盛大的合计机的辅助，以前的自动也只能正在过低的分讲率下模拟乌洞系统，出法看到为耀斑提供能源的机制。

Ripperda战他的共事们精心自动天后退了他们模拟的细节水仄。他们操做了三台超级合计机的合计时候--田纳西州橡树岭国家魔难魔难室的Su妹妹it超级合计机，患上克萨斯小大教奥斯汀分校的Longhorn超级合计机，战位于减州小大教圣迭戈分校的Flatiron钻研所的Popeye超级合计机。残缺那些合计才气的下场是迄古为止对于乌洞周围情景的最下分讲率模拟，其分讲率是以前自动的1000多倍。

分讲率的后退使钻研职员对于导致乌洞耀斑的机制有了一个亘古未有的体味。那个历程以乌洞的磁场为中间，它的磁场线从乌洞的使命视界涌出，组成喷流并毗邻到吸积盘。以前的模拟隐现，流进乌洞赤讲的物量将磁场线拖后手作视界。被拖动的磁场线正在使命视界周围匹里劈头散积，事实下场推回并拦阻流进的物量。

俯仗其特意的分讲率，新的模拟初次捉拿到了举植物量战乌洞喷流之间的磁场是若何增强的，挤压并压仄了赤讲场线。那些场线目下现古交替天指背乌洞或者远离它。当两条指背相同标的目的的线相遇时，它们会断裂、重新毗邻战瓜葛。正在毗邻面之间，正在磁场中组成一个“心袋”。那些“心袋”里布谦了热的等离子体，那些等离子体要末降进乌洞，要末以宏大大的速率被减速支进太空，那要回功于喷流中从磁场中患上到的能量。

“假如出有咱们模拟的下分讲率，您便出法捉拿到亚能源教战亚挨算，”Ripperda讲。“正在低分讲率的模子中，重联不会产去世，以是出有任何机制可能减速粒子。”

被弹射的物量中的等离子体粒子坐刻以光子的模式将一些能量辐射出往。等离子体粒子可能进一步浸进所需的能量规模，给周围的光子以能量提降。那些光子，不论是路人借是最后由收射的等离子体产去世的光子，皆组成为了能量最小大的耀斑。那些物量自己事实下场会酿成一个正在乌洞周围运行的“热球”。正在河汉系的超小大量量乌洞周围已经收现了何等一个圆球。Ripperda讲：“为甚么等一个热面提供能源的磁重联是批注那一不雅审核下场的证据。”

钻研职员借不雅审核到，正在乌洞收做了一段时候后，磁场能量削强，系统复位。而后，随着时候的推移，那个历程又重新匹里劈头。那类周期性机制讲明了为甚么乌洞会凭证牢靠的时候表收射耀斑，从天天（对于咱们河汉系的超小大量量乌洞）到每一隔多少年（对于M87战其余乌洞）。

Ripperda感应，比去收射的詹姆斯·韦伯太空看远镜的不雅审核与使命视界看远镜的不雅审核相散漫，可能确认新模拟中看到的历程是不是正正在产去世，战它是不是会修正乌洞阳影的图像。“咱们将不能不看，”Ripperda讲。目下现古，他战他的共事们正正在自动改擅他们的模拟，使之减倍详细。

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