時(shí)空的扭曲可能解釋了宇宙中一些最亮的物體

一個(gè)黑洞不穩(wěn)定的喂食模式的3D模型揭示了類星體使用調(diào)光開關(guān)的奇怪行為的潛在解釋。

星系匆忙做任何事情是非常不尋常的，但是“變貌”類星體是一個(gè)例外。

他們可以切換他們的輻射射流在僅僅年甚至幾個(gè)月。這種消失的行為在首次被觀察到時(shí)震驚了天體物理學(xué)家2014和繼續(xù)神秘化科學(xué)家。

坐在嬰兒星系的中心類星體（或“準(zhǔn)恒星無線電源”）通常比我們的太陽(yáng)燃燒亮度高27萬(wàn)億倍。 類星體由貪婪的超大質(zhì)量組成黑洞和它的膳食：吸積盤中圍繞它旋轉(zhuǎn)的氣體和灰塵。

過去的模型假設(shè)圍繞黑洞運(yùn)行的物質(zhì)將在相對(duì)相對(duì)的情況下穿過事件視界。有序的舉止，就像水順著下水道流下來。這被認(rèn)為是一個(gè)緩慢的過程，持續(xù)了10,000年或更長(zhǎng)時(shí)間.

“幾十年來，人們做出了一個(gè)非常大的假設(shè)，即吸積盤與黑洞的旋轉(zhuǎn)對(duì)齊，”說主要作者Nick Kaaz，美國(guó)西北大學(xué)的天體物理學(xué)家。

“但是為這些提供燃料的氣體黑洞不一定知道黑洞的旋轉(zhuǎn)方向，那么為什么它們會(huì)自動(dòng)對(duì)齊呢？改變對(duì)齊方式會(huì)徹底改變畫面。

當(dāng)該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)旋轉(zhuǎn)黑洞的3D計(jì)算機(jī)模型時(shí)，該黑洞與其吸積盤不對(duì)齊，奇怪的事情開始發(fā)生。

吸積盤不再像披薩底在廚師的手指上旋轉(zhuǎn)，而是開始翹曲和撕裂。

它分成一個(gè)內(nèi)子圓盤和一個(gè)外圓盤，每個(gè)圓盤以不同的傾斜度旋轉(zhuǎn)，很像陀螺儀。

這種圓盤分裂是由旋轉(zhuǎn)的黑洞扭曲它周圍的時(shí)空引起的——一個(gè)廣義相對(duì)論過程，稱為幀拖動(dòng).

“當(dāng)[黑洞]旋轉(zhuǎn)時(shí)，它們像一個(gè)巨大的旋轉(zhuǎn)木馬一樣拖動(dòng)周圍的空間，并迫使它旋轉(zhuǎn)，”說卡茲。

框架拖動(dòng)對(duì)軌道靠近黑洞的物質(zhì)具有更強(qiáng)的拉力，而對(duì)軌道更遠(yuǎn)的物質(zhì)的拉力較弱。

這種差異意味著內(nèi)盤的旋轉(zhuǎn)速度比外盤快。

起初，摩擦和壓力使圓盤保持在一起。但是，最終，黑洞對(duì)時(shí)空的扭曲導(dǎo)致內(nèi)盤斷裂成一個(gè)單獨(dú)的圓盤，該圓盤更小，因此更容易移動(dòng)。

“撕裂區(qū)是黑洞獲勝的地方，”說卡茲。

這兩個(gè)圓盤彼此成奇怪的角度并發(fā)生碰撞，引起沖擊。外盤中的“流光”雨落下到內(nèi)部子盤上，迫使物質(zhì)更快地進(jìn)入黑洞。

這個(gè)額外的質(zhì)量將內(nèi)盤推向黑洞被吞噬，然后黑洞的引力從外部區(qū)域吸入氣體以補(bǔ)充內(nèi)部區(qū)域。這些過程可以揭示為什么類星體會(huì)突然關(guān)閉和打開。

“經(jīng)典的吸積盤理論無法解釋這種劇烈的變化，”說卡茲。

“但我們?cè)谀M中看到的現(xiàn)象可能可以解釋這一點(diǎn)?？焖僮兞梁驼{(diào)暗與被破壞的圓盤內(nèi)部區(qū)域一致。

本文發(fā)表于天體物理學(xué)雜志.

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