距離地球8000光年的位置有一顆天體，這顆天體正在緩慢吞噬它的伴星，同時以將近0.5倍光速向外噴射等離子流，這個雙星天體系統名為“V404 Cygni”，這顆黑洞的噴射流還會發生搖擺現象，更神奇的是，它還拉近著旁邊的宇宙結構。
圖解：“V404 Cygni”位置示意圖
“V404 Cygni”雙星系統
- “V404 Cygni”
位於距離地球8000光年外的“天鵝座”裡，它是個雙星系統，其中包含的這個黑洞大概有9個太陽的質量，這顆黑洞形成於一顆核坍縮的超新星，當恆星的核等於或大於2.8倍太陽質量時，那麼它的坍塌毀滅就無法避免，而恆星必須要無比巨大，可能會達到太陽質量的40倍，才可以形成一個9倍太陽質量的黑洞。
- 伴星·K型亞巨星
恆星質量越大，壽命就越短，因此這顆黑洞形成於幾十億年前，但是它的伴星卻奇異無比，這顆伴星是一個“K型亞巨星”，質量約為太陽的70%，它耗盡了實驗室的氫燃料，正在膨脹成為一顆紅巨星，它只需要6.5天便可環繞“V404 Cygni”一週，由於這兩顆天體的位置太靠近了，導致“V404 Cygni”可以從它的身上吸取能量。
圖解：左（“V404 Cygni”）、右（伴星） 白色斜線（噴射流）
因為恆星相對於黑洞進行橫向運動，物質向內螺旋，在黑洞邊上形成了吸積盤，當吸積盤裡的物質逐漸靠近黑洞，它的速度就會上升，直到接近光速，吸積盤中的慢速的物體和快速的物體產生摩擦，摩擦產生的溫度將吸積盤加熱到百萬度以上，吸積盤由此變得非常明亮，特別是在“X射線波段”，也正是這標誌性的高強X射線放射，才讓美國航空航天局NASA探測到這顆擁有恆星級質量的黑洞。
吸積盤是要被黑洞吞噬的，“V404 Cygni”由此才能“成長”
畢竟黑洞本身並不會輻射光波，所以依靠吸積盤來揭示它們的存在，目前還不是很清楚其中的具體過程，但是已經知道這個轉動的吸積盤能產生強烈的磁場，這個磁場把物質從吸積盤上剝離出來，並把物質沿著黑洞的旋轉軸噴射而出，但時不時地，噴射流變得不穩定，並瘋狂引起等離子體爆發，這種噴發過程非常劇烈。
舉例說明：
先來看看下面這張圖片，左為“V404 Cygni”的X射線爆發前，右為“V404 Cygni”的X射線爆發後。
圖解：“V404 Cygni”爆發前後對比
早在2015年的時候，美國航空航天局NASA的“Swift”衛星探測到了來自“V404 Cygni”的X射線爆發，這是自1989年發現這顆黑洞以來的第一次爆發，“Swift”衛星還在周圍的星塵裡發現了X射線的迴響，“V404 Cygni”迅速變成了天空中最亮的X射線源，比蟹狀星雲脈衝星還要亮50倍。
圖解：X射線數據對比圖（“V404 Cygni”爆發後的X射線數據，“Crab"是蟹狀星雲脈衝星的X射線數據。）
當時的亮度太亮了，以至於光學和射電望遠鏡都能看到它，世界範圍內的天文學家們，開始前所未有地仔細研究這個爆發，其中一個天文學家小組使用了“甚長基線陳列”測量技術，來獲得這次爆發的高分辨率射電成像。
“甚長基線陳列”是一系列同時觀測的射電望遠鏡，當它們的信號通過干涉測量法連接起來時，就像一個“大小接近北半球”的望遠鏡，預想能看到從黑洞向外噴發的物質流，但實際上他們找到的東西很奇怪，正如所料，確實能看到黑洞噴發的等離子體亮斑，每個都比太陽要亮1000倍，但它們不是垂直於吸積盤發射的，而是在短短几個小時內迅速來回地移動，它們是從一個黑洞驅動的，因此黑洞噴灑出來的X射線會造成搖擺的現象，“V404 Cygni”吸積盤中的中間就像個陀螺儀。
圖解：“V404 Cygni”吸積盤噴射像陀螺儀一樣會發生進動現象
“V404 Cygni”吸積盤搖擺的原因
黑洞扭曲了周圍的時空，這是愛因斯坦廣義相對論預測的一個現象，質量大的物體能夠扭曲時空，就像把保齡球放在彈跳床上，物體旋轉的時候也會拉拽著周圍的時空，這就是“蘭斯·蒂林”效應，更常見的叫法是“慣性系拖拽效應”。
舉例說明：
就像一片樹葉在河道漩渦裡旋轉，當樹葉旋轉時，河水會在樹葉周圍形成一個緩慢流動的漩渦，離樹葉越近的河水運動得越快。
相對論預測的時空也是這樣的，“V404 Cygni”這個現象被NASA的重力探測器B觀測到了，探測器裡裝了一個能夠自由旋轉的陀螺儀，如果靠近地球的空間旋轉的比較遠的空間要快，那麼陀螺儀的旋轉軸便會慢慢向地球方向偏移，即使這個現象是真實存在的，但是也很難測量，因為地球質量較輕，自轉較慢，但黑洞質量大得多，自轉也快得多，“V404 Cygni”周圍形成的扭曲空間不是小偏轉，而是像龍捲風般的大幅度位移。
圖解：太陽系各大行星與太陽進行位移示意圖
“V404 Cygni”黑洞不僅僅是在旋轉，旋轉軸的方向還和它的亞巨星伴星軌道形成了一個角度，從伴星來到吸積盤的物質與伴星軌道處於同一平面，但當它們離黑洞更近後， 它們會被這個時空龍捲風捕獲，相當於外吸積盤產生傾斜，強烈輻射爆發使得吸積盤內部膨脹，形成了一個高高的等離子甜甜圈，這個甜甜圈和吸積盤外部以一定的角度進行摩擦，旋轉物體與周圍表面之間的摩擦會導致物體進行，這就是為什麼旋轉的頂部由於與平面的摩擦會產生擺動的原因。
圖解：藍色為“V404 Cygni”擺動的噴射流
伴星給“V404 Cygni”施加了一個扭矩，但這個扭矩擴大十億倍才會產生可觀測到的影響，而黑洞帶來的“慣性系拖拽效應”又可以抵抗扭矩，它只是扭曲了它周圍的時空，使吸積盤進動，噴射流以36度的幅度來回擺動，所以“V404 Cygni”的旋轉軸必定傾斜了18度。
在超新星形成時，超新星是不完全對稱的，不對稱的爆發讓“V404 Cygni”傾斜了18度，導致了今天所看到的偏移現象。
圖解：不對稱的超新星爆炸
我是【黃姤】，天體生物學/帳號創始人，曾經的行政管理員，【科普新星培訓營】95後女學員，今日頭條青雲計劃精選文章獲獎者。創作有關（天體生物學領域.太空生物學領域.科學.科技.科研.科普）的文章，歡迎點贊.評論.轉發.關注互相學習。
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