每個(gè)星系的中心都有一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞，它是保持周?chē)阈?、行星、氣體以及塵埃凝聚在一起的怪獸。從天文學(xué)家開(kāi)始認(rèn)真研究它們以來(lái)的幾十年中，我們已經(jīng)證實(shí)了這些天體確實(shí)存在于宇宙中。

我們也已知道它們是恒星形成不可或缺的一部分;而且我們還開(kāi)發(fā)了一種能直接對(duì)它們成像的技術(shù)。但是，讓天文學(xué)家們始終感到困惑的是：這些野獸是如何變得如此龐大，又如何能夠如此迅速地生長(zhǎng)的？

答案的關(guān)鍵可能在于天體射流--超大質(zhì)量黑洞有時(shí)會(huì)散發(fā)出充滿能量的粒子或爆發(fā)出輻射。我們不知道這些黑洞為什么這么做，但是來(lái)自同一國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)的兩項(xiàng)新的破紀(jì)錄研究表明，無(wú)論原因如何，這些噴射流都可能有助于超大質(zhì)量黑洞快速生長(zhǎng)。

《天體物理學(xué)雜志》報(bào)道的第一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)距地球130億光年的、質(zhì)量為太陽(yáng)300倍的超大質(zhì)量黑洞。天文學(xué)家使用智利拉斯坎帕納斯天文臺(tái)麥哲倫望遠(yuǎn)鏡的紅外觀測(cè)，確認(rèn)了它是2015年首次發(fā)現(xiàn)的噴射流的源頭。這個(gè)超大質(zhì)量黑洞是有史以來(lái)檢測(cè)到的最遙遠(yuǎn)（即最古老）的能產(chǎn)生噴射流的黑洞。

第二項(xiàng)發(fā)現(xiàn)即將在《天體物理學(xué)雜志》上的預(yù)印本研究報(bào)告中發(fā)表，該研究顯示，天文學(xué)家們于2018年首次從一個(gè)超大質(zhì)量黑洞中探索到天體物理噴射流，該黑洞距離地球有127億光年，比太陽(yáng)重十億倍。該團(tuán)隊(duì)使用了NASA的錢(qián)德勒X射線天文臺(tái)進(jìn)行觀測(cè)，并從宇宙中高熱量的物體中尋找X射線輻射。據(jù)悉，這是人類(lèi)有史以來(lái)在X射線中觀察到的最遙遠(yuǎn)的天體物理噴射流。

概括來(lái)說(shuō)，每組發(fā)現(xiàn)都打破了一些深?yuàn)W的天文學(xué)記錄，但這并不是它們?yōu)槭裁慈绱酥匾脑颉＿@兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)均有助于解釋為什么超大質(zhì)量黑洞即使不斷釋放高能物質(zhì)也能夠如此迅速地生長(zhǎng)?？梢哉f(shuō)，天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)首次證明了此類(lèi)噴射流實(shí)際上是在激勵(lì)黑洞的快速進(jìn)給。

在麥哲倫確認(rèn)黑洞的存在之后，研究小組在第一次調(diào)查中使用了其他儀器（例如智利的甚大望遠(yuǎn)鏡）來(lái)識(shí)別黑洞及其射流的其他特性比如質(zhì)量。

還有一些數(shù)據(jù)顯示了噴射流如何激勵(lì)黑洞的供給，事實(shí)上黑洞的強(qiáng)大引力會(huì)將大量的氣體和塵埃拉入其事件視界（無(wú)法返回的點(diǎn)）。由于該物質(zhì)具有角動(dòng)量，這意味著它并不只是直接進(jìn)入，而是會(huì)繞事件視界的軌道旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，該區(qū)域中的輻射壓力（由軌道內(nèi)物質(zhì)自身的摩擦和壓力所產(chǎn)生，該物質(zhì)會(huì)加熱自身直至發(fā)光）會(huì)將氣體推離事件視界。

這是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程， 但是從本質(zhì)上講，高能粒子的噴射流束隨著氣體向外移動(dòng)而抵消了氣體的角動(dòng)量。而且，與輻射壓力能向各個(gè)方向發(fā)光并向外輻射的特性不同，這種噴射流很窄，因此它幾乎無(wú)法與較遠(yuǎn)的不密集氣體層相互作用并對(duì)其產(chǎn)生影響。這些噴射流通過(guò)使氣體失去角動(dòng)量、且?guī)缀醪贿M(jìn)行推回的方式，讓事件視界周?chē)脑S多氣體直接落入其中。

通過(guò)這種方式，噴射流可以確保黑洞不會(huì)主動(dòng)對(duì)其自身起作用—從而能夠繼續(xù)進(jìn)行供給，美國(guó)宇航局天文學(xué)家，兩篇論文的合著者托馬斯·康納說(shuō)，盡管科學(xué)家們認(rèn)為這些噴射流可能在鼓勵(lì)黑洞供給的過(guò)程中發(fā)揮了作用，但直到現(xiàn)在我們還沒(méi)有看到真正能令人信服的證據(jù)。

X射線研究為這個(gè)想法提供了證據(jù)。這些觀察結(jié)果表明，這個(gè)噴射流距離其源頭已經(jīng)行進(jìn)了15萬(wàn)光年，這使得它成為我們對(duì)遠(yuǎn)距離噴射流首次進(jìn)行的X射線觀察：以往所觀察到的噴射流只有幾千光年。

康納說(shuō)：“這種大規(guī)模的X射線檢測(cè)意味著這些噴射流已經(jīng)行進(jìn)了非常久?！边@不是一種短暫現(xiàn)象，而是一種可以維持?jǐn)?shù)十萬(wàn)年的常態(tài)，這足以幫助一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞供給自己以非常迅速地生長(zhǎng)。他說(shuō)：“我們現(xiàn)在知道這是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，這就是這些噴射流如何能夠幫助這些超大質(zhì)量黑洞形成的方式 ......”

兩項(xiàng)研究都為后續(xù)的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，它們可以幫助我們更多地了解超大質(zhì)量黑洞是如何演化并幫助塑造早期宇宙的。現(xiàn)在，我們對(duì)于如何能夠?qū)ふ胰绱斯爬系暮诙从辛烁玫南敕ǎ⑶腋钋械馗惺艿搅烁嗟腦射線觀察對(duì)于學(xué)習(xí)噴射流補(bǔ)給動(dòng)力的工作原理是至關(guān)重要的。

對(duì)于康納來(lái)說(shuō)，這些額外的觀察將是關(guān)鍵。在重大發(fā)現(xiàn)后， 他感到非常鼓舞。他說(shuō)：“希望這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)能夠指出宇宙中還有很多這樣的物體存在，希望我們能盡快再次打破研究記錄?！?/p>