科学探索|超大质量黑洞耀斑的起源被确认：事件视界附近的磁“重联”( 二 ) 超大质量黑洞耀斑的起源被确

文章图片

凭借其特殊的分辨率，新的模拟首次捕捉到了流动物质和黑洞喷流之间的磁场是如何加强的，挤压并压平了赤道场线。这些场线现在交替地指向黑洞或远离它。当两条指向相反方向的线相遇时，它们会断裂、重新连接和纠缠。在连接点之间，在磁场中形成一个“口袋” 。这些“口袋”里充满了热的等离子体，这些等离子体要么落入黑洞，要么以巨大的速度被加速送入太空，这要归功于喷流中从磁场中获取的能量。
“如果没有我们模拟的高分辨率，你就无法捕捉到亚动力学和亚结构，”Ripperda说。“在低分辨率的模型中，重联不会发生，所以没有任何机制可以加速粒子。”
被弹射的物质中的等离子体粒子立即以光子的形式将一些能量辐射出去。等离子体粒子可以进一步浸入所需的能量范围，给附近的光子以能量提升。这些光子，无论是路人还是最初由发射的等离子体产生的光子，都构成了能量最大的耀斑。这些物质本身最终会变成一个在黑洞附近运行的“热球” 。在银河系的超大质量黑洞附近已经发现了这样一个圆球。Ripperda说：“为这样一个热点提供动力的磁重联是解释这一观测结果的证据。”
研究人员还观察到，在黑洞爆发了一段时间后，磁场能量减弱，系统复位。然后，随着时间的推移，这个过程又重新开始。这种周期性机制解释了为什么黑洞会按照固定的时间表发射耀斑，从每天（对于我们银河系的超大质量黑洞）到每隔几年（对于M87和其他黑洞）。
【科学探索|超大质量黑洞耀斑的起源被确认：事件视界附近的磁“重联”】Ripperda认为，最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测与事件视界望远镜的观测相结合，可以确认新模拟中看到的过程是否正在发生，以及它是否会改变黑洞阴影的图像。“我们将不得不看，”Ripperda说。现在，他和他的同事们正在努力改进他们的模拟，使之更加详细。