艺术家对超大质量黑洞发出耀斑的印象NASA/JPL-加州理工学院

与它们的名字相反，众所周知，黑洞会不时发射耀斑，但究竟是如何发生的却是个谜。高分辨率模拟现在已经揭示了扭曲的磁场是如何释放大量能量的。

众所周知，黑洞的引力是如此之大，以至于连光本身都无法逃脱。这使得黑洞闪光的想法看起来很奇怪，但它经常发生。这些不是来自黑洞本身，而是来自它的吸积盘——围绕着物体运行并落入物体的炽热、明亮的物质环。

大多数情况下，闪光是由落入的灰尘和气体引起的，它们加热材料并使其发光。但其他时候，可以看到耀斑从黑洞中射出，而这些更难解释。长期以来，人们一直怀疑它们与这些物体周围的强磁场有关。

因此，对于这项新研究，天文学家通过对黑洞进行最详细的模拟来进行调查。该项目在三台超级计算机——Longhorn、Popeye 和世界第二强大的超级计算机Summit上经历了数百万小时的计算。最终结果是一个黑洞的模拟，其分辨率比以前的尝试高 1000 倍以上，从而更完整地了解了黑洞爆发时的情况。

模拟表明，当物质流入黑洞时，它会将磁力线拖入黑洞。这些磁力线在事件视界附近开始堆积，直到它们开始阻止物质落入。试图落入的物质的压力挤压并压平了磁力线，直到它们形成指向或远离黑色的车道洞。

当相反方向的磁力线相遇时，它们可以折断现有的联系并相互连接。这将能量转移到它周围的热等离子体，将一些粒子弹入黑洞，将其中一些弹入太空。后者以耀斑的形式可见。

磁场线图（绿色）在产生耀斑时扭曲并即将重新连接B. Ripperda 等人，《天体物理学杂志快报 2022》

“如果没有我们模拟的高分辨率，你就无法捕捉到子动力学和子结构，”该研究的共同主要作者 Bart Ripperda 说。“在低分辨率模型中，不会发生重新连接，因此没有可以加速粒子的机制。”

但这种磁重联喷出的物质可能不会长时间远离黑洞。研究小组表示，炽热的等离子体团最终会在它周围的轨道上运行，在银河系中心的超大质量黑洞周围可以看到一些例子。

模拟还表明，这些耀斑可以是周期性的。磁场能量会在一段时间后减弱，然后最终重新设置并再次启动该过程。对于不同的黑洞，这种燃烧事件的循环发生在不同的尺度上，从几天到几年，这也与观测结果一致。

研究人员表示，刚刚发射的詹姆斯韦伯太空望远镜未来的观测可以确认模拟中发生的事情是否与现实世界中发生的事情相同。

该研究发表在《天体物理学杂志快报》上。返回搜狐，查看更多

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