我国天文学家探究“黑洞吸积”获重要进展

2014-11-28 19:18:21  稿源：新华网

近期热映的科幻大片《星际穿越》引发人们对黑洞的好奇。作为浩瀚宇宙存在的一种神秘天体，黑洞是各国天文学家竞相探究的对象。记者从中科院上海天文台获悉，经过十多年努力，我国天文学家在“黑洞吸积”领域取得重要研究进展，得到国际同行高度认可。

黑洞对周围气体的吞噬过程被称为“黑洞吸积”。据上海天文台袁峰研究员介绍，黑洞周围气体在强引力作用下，一边旋转一边下落，形成巨大的盘状结构，被称为 “吸积盘”。吸积盘会发出强烈辐射。天文学家通过观测研究黑洞吸积盘中的不同现象，可寻找种种蛛丝马迹，窥探黑洞的真实颜容。

天文学家通过求解物理方程组，发现黑洞“吸积盘”大体有两种模式：一种模式中，被吞噬的气体温度较低，盘也较薄，被称为“冷盘”；另一种模式中，被吞噬的气体温度较高，盘也较厚，被称为“热盘”。根据单位时间里黑洞能吞噬多少气体来划分，“冷盘”和“热盘”又分别有两个解。经过多年潜心研究，袁峰首次发现了“热盘”的第二个解。

天文学家发现，以强大引力著称的黑洞，并不能将所有气体与物质都吞噬掉。在靠近黑洞周围的地方，还有一些细长的物质以及辐射往外喷射，被称为“喷流”。受太阳日冕物质抛射理论的启发，袁峰带领科研团队在国际上提出了首个间歇性喷流形成的模型，成功解释了间歇性喷流的形成原因。

一般来说，黑洞有“势力范围”，半径大约是黑洞半径的10万倍。进入该范围的气体开始显著感受到黑洞的引力。一直以来人们认为，所有进入该“势力范围”的气体，最后都应该落入黑洞。

然而，袁峰带领科研团队的最新研究却表明，实际情况并非如此。进入黑洞“势力范围”的气体大概有接近99％都通过风损失掉了，只有1％最终进入了黑洞。这一关于热吸积流中存在风的理论，在2012年发表以后，第二年得到了实际观测的完全证实。

“人类想进入黑洞，绝没有《星际穿越》中想象的那么容易。”袁峰说，“黑洞吸积盘存在很强的风，大部分气体都以风的形式被黑洞抛出去了，没有进入黑洞。距离黑洞越远，通过风被黑洞抛出去的几率就越大。对于宇宙飞船，宇航员需要在航行过程中仔细调整飞船的航线，才能避免被当作‘风’抛出去。很遗憾，这些最新研究成果没有在电影中呈现。”

袁峰在“黑洞吸积”领域的研究得到国际同行高度认可。国际公认的天文学和天体物理领域最权威的综述性杂志《天文和天体物理年度综述》，目前已刊登袁峰撰写的今年综述论文《黑洞热吸积流》。袁峰是我国第二位应邀为该杂志撰写综述的天文学家。