人类第一次直接量出了黑洞喷流到底有多猛。
黑洞本身什么都跑不出来,但掉进去的物质在最后一刻会有一小撮从两极逃回太空,凝成两道又细又长的物质束,这就是喷流。喷流的体量随黑洞一起水涨船高,超大质量黑洞甩出的喷流能横跨几千万光年,搅动整个星系群的命运。
这些喷流不需要正面命中什么。擦肩一下的冲击波,就能把星际气体压缩成新的恒星,也能把这些原料全部轰出星系,让恒星诞生从此停摆。
过去几十年,没人能直接量出喷流的力气。只能盯着它几千乃至数百万年间对周围气体造成的扰动,反过来推断它当初有多强。这像侦探根据弹孔推断子弹威力,永远隔着一层。
英国牛津大学天体物理学家Steve Prabu带队把问题解决了。他们盯上的是天鹅座X-1,距离地球7200光年,黑洞本体约20倍太阳质量,也是人类最早确认的一个黑洞。它绕着一颗超巨星公转,不停从伴星身上吸气,同时从两极喷出两道喷流。
关键在于那颗伴星。超巨星自己吹出的恒星风又急又猛,把黑洞的喷流像蜡烛火苗一样吹得来回摆动。
弯曲本身成为了测量工具。
研究团队调用了美国甚长基线阵列和欧洲甚长基线干涉网两个射电望远镜网络近20年积累的观测数据,一帧帧拼出喷流被吹弯的轨迹。被吹动的幅度有多大,反过来就暴露了喷流本身有多强。
最终数字落定:喷流速度约为光速的一半,带走了掉进黑洞物质所释放总能量的约10%,折合一万颗太阳的功率。
这个数字不止属于天鹅座X-1。理论上黑洞周围的物理规律不随体量变化,一个20倍太阳质量的黑洞和一个千万倍太阳质量的超大质量黑洞,喷流的机制相似。这次的测量相当于给所有黑洞喷流模型交出第一把能用来校准的标尺。
能做到这一点,全凭天鹅座X-1的特殊性。它就在家门口,伴星强、喷流亮,所有条件恰好对齐。在已知的宇宙里,几乎没有第二个系统能提供同样的机会。人类用了近20年,才在这个独一无二的黑洞实验室里,完成了这次别处不可能完成的校准。
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图为一颗大质量蓝色恒星的物质被吸入附近的黑洞,黑洞从两极喷出相对论性喷流,并受到伴星星风的推动,图源:International Center for Radio Astronomy Research
信源:Billings, Lee. "Secrets of cosmic evolution may lurk in this black hole’s ‘dancing’ jets." Scientific American, edited by Claire Cameron, 16 Apr. 2026
