3D模擬超大質量黑洞　吞噬速度比預期更快

編譯／李寓心

宇宙中的「黑洞」（black holes），為宇宙中最強的能量體，如果物體或光線靠得太近，就會被吸進黑洞。但近期有科學家發現，在星系中心超大質量的黑洞，可能有一種意想不到的宇宙傳送服務，可幫助黑洞僅在數月內，吞噬星際物質，而非過去科學家認為的數百年時間。因此，這些有關黑洞進食速率的新發現，將有助於揭示黑洞進食過程，對星系演化的影響。

根據報導，有一群科學家透過高解析度的3D模型來了解黑洞動力學，以及一些星體在幾個月內的亮度變化。對此，身為該團隊負責人，也是西北大學天文學家Nick Kaaz表示：「星際氣體是如何到達黑洞，並為黑洞提供能量的問題，是吸積盤物理學的根本核心，如果知道這是如何發生的，圓盤能維持多久、多亮等，我們就可用望遠鏡觀察，其光體的樣子。」

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模擬黑洞錯位時空的現象

尤其黑洞超大質量的特性，使它們在旋轉時，會拖曳空間和時間的結構，出現「參考系拖曳」（Frame-dragging）或「蘭斯-蒂林效應」（Lense-Thirring effect）的現象。因此，該團隊藉由超級電腦進行3D模擬之後，表明這種空間扭曲會撕裂黑洞的吸積盤，並導致它們分裂成內部和外部的「子盤」，所以黑洞可從內盤開始進食，接著外盤至圓盤，也是使黑洞整個餵食程序加快的主要原因，或許能作為某些星體在快速閃爍後消失的解釋。

難以解釋的亮度變化

同時，也有科學家發現，黑洞周圍的吸積盤受到超大質量引力的影響，使其盤內的氣體和塵埃繞著與黑洞同個方向旋轉，其核心即為「蘭斯-蒂林效應」，當物體靠近黑洞中心時，這種效應會變得更加強烈，導致吸積盤擺動，使最裡面的區域旋轉得更快。對此，Nick Kaaz說道：「吸積盤內部是大部分亮度的來源，而且可能會在幾個月內，非常快速地完全消失，接著又會再次發亮，並重複整個過程。」然而，目前卻沒有任何傳統理論的方法，可解釋整個亮度變化過程的原因。

資料來源：SPACE

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