太空探索：科学家们深入探讨了肆虐的黑洞光束！
它们是大自然的死星光束 - 超强能量射流，从黑洞附近射出，就像来自星球大战超级武器的致命射线。现在，由南安普顿大学领导的一个科学家小组已经向理解这些神秘的宇宙现象 - 被称为相对论性的喷气机 - 迈进了一步，通过测量它们“开启”的速度，并在它们发射后开始明亮地闪耀。
这些喷气机如何形成仍然是一个难题。一种理论认为它们在“吸积盘”内发展 - 这种物质被吸入了不断增长的黑洞的轨道。盘内的极端重力扭曲和拉伸磁场，挤压称为等离子体的热磁盘材料，直到它沿着黑洞的旋转轴以相反方向的磁柱的形式喷发。
等离子体沿着这些聚焦的喷气式飞机行进，并获得巨大的速度，射向广阔的空间。在某些时候，等离子体开始明亮地发光，但是这种情况在射流中发生的方式和位置一直受到科学家的争论。
在今天发表在自然天文学的一项新研究中，由Poshak Gandhi博士领导的国际科学家小组展示了他们如何使用一种名为V404 Cygni的二元系统的精确多波长观测 - 包括一颗明星和一个紧密相互绕行的黑洞，黑洞从落在圆盘上的恒星中汲取物质 - 为这个激烈争论的现象提供信息。
V404 Cygni位于Cygnus星座，距离我们大约7,800光年，重约9个太阳队的重量。甘地博士和他的合作者在2015年6月捕获了这些数据，当时V404 Cygni被观察到从有史以来看到的黑洞发出的最明亮的“爆发”光之一 - 足够明亮，可以被业余天文学家使用的小型望远镜看到，并且足够精力充沛如果适当聚焦，撕裂一个类似地球的行星。
在地球和太空中使用望远镜完全同时观察，他们捕获了从黑洞附近发射的X射线耀斑，射流形成的位置和可见光闪烁的外观之间的0.1秒延迟，标志着加速射流等离子体开始发光。
计算出这种“眨眼间”延迟表示最大距离为19,000英里（30,000公里），在任何现有望远镜的V404距离都无法解决。
南安普顿大学的甘地博士说：“科学家几十年来一直在观察喷气机，但远未了解大自然如何创造出令人难以置信的庞大而充满活力的结构。
“现在，我们第一次抓住了X射线出现与恒星质量黑洞中光学光出现之间的时间延迟，此时喷射等离子体已被激活。这就是为了解决有关该问题的争议。闪光灯的起源，也为我们提供了一个临界距离，喷射等离子体必须在这个距离内强烈地加速到接近光速的速度。”
在星球大战术语中，这项研究的关键测量大致可以比作测量死星的表面之间的距离，其中多个光线射出的位置，以及它们会聚成单个明亮光束的点。
“但黑洞喷气机的物理特性与激光器或为死星提供动力的虚构的Kyber晶体无关。大自然已经找到了其他方式来驱动喷气式飞机，”甘地博士说。“重力和磁场在这里起着关键作用，这就是我们试图解开的机制。”
该研究还在V404 Cygni和超大质量黑洞之间建立了联系，这些黑洞位于大质量星系的中心，比恒星质量的黑洞重达数十亿倍。类似的射流物理可能适用于所有黑洞。
甘地博士说：“这是一个令人兴奋和重要的发现，可以反馈到关于相对论性喷气机的理论，并有助于我们对黑洞的不断增长的理解。”
X射线发射，代表吸收盘“在其基座上”喷射“射流”，是由美国宇航局的NuSTAR望远镜从地球轨道捕获的，而射流变得可见，因为光线被ULTRACAM高速摄像机捕获，安装在加那利群岛拉帕尔马的威廉赫歇尔望远镜上。
谢菲尔德大学的Vik Dhillon教授是ULTRACAM背后的首席研究员，他评论说：“由于我们的相机每秒收集28帧，这一发现成为可能。它展示了高速研究天体物理现象的未开发潜力。”
与此同时，牛津大学的Rob Fender教授在英国剑桥使用AMI-LA射电望远镜观察了来自射流等离子体延伸部分的无线电波。
芬德教授说：“这些观测是了解黑洞形成相对论性喷气机的另一个重要步骤。无线电探测器来自外部喷射，是正在进行的喷射活动的关键明确指标。光学，X射线和无线电是对这一发现也至关重要。“
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