天鹅座X-1的黑洞正在向外喷射物质,速度达到光速的一半,功率相当于1万个太阳。
功率这个数字,是人类第一次实时测到的。在此之前,黑洞喷流的功率只能靠遗迹反推,取几万年的平均值,就像你只能看到一颗炮弹砸出的坑,却没法亲眼看见它出膛那一刻。
澳大利亚科廷大学的Steve Prabu团队用了18年的射电望远镜数据,终于捕捉到了“出膛瞬间”。他们的研究5月发表在《自然·天文学》上。
能做到这件事,靠的是一个巧妙的天然实验场。天鹅座X-1不是一个孤零零的黑洞,它旁边紧挨着一颗蓝超巨星,两者互相绕转。蓝超巨星的体积巨大,表面不断向外吹出猛烈的恒星风,你可以把它理解成一股持续的高温气体飓风。黑洞一边从这颗巨星身上扯下物质吞噬,一边把一部分物质从两极高速喷出,形成喷流。
关键来了:这股恒星风会把喷流吹弯。
Prabu团队做的事情,就是精确测量喷流被吹弯了多少。风力已知,弯曲程度已知,再结合计算机模型,就能倒推出喷流本身携带了多少能量、跑得多快。原理不复杂,但需要极高分辨率的射电图像,而且要看很多年,才能把喷流的“舞姿”记录清楚。Prabu管这叫“跳舞的喷流”。
算出来的数字令人咋舌:喷流速度约5.4亿公里每小时,功率相当于1万个太阳同时发光。更值得注意的是,物质坠向黑洞时释放的全部能量中,有10%被喷流带走了。这个比例对理解黑洞如何影响周围环境至关重要。喷流并非可以忽略的副产品,科学家认为,黑洞喷流能通过大尺度冲击波和湍流搅动气体,进而塑造星系等宇宙结构。
而这一切发生在距离地球7200光年的地方,就在银河系内部,天鹅座方向。天鹅座X-1是人类辨认出的第一个黑洞,上世纪60年代发现。半个多世纪后,我们才第一次真正量出它喷流的实时功率。
Prabu说,接下来他打算把同样的方法用到更多黑洞系统上。一个系统的数据是个案,一批系统的数据才是规律。黑洞喷流到底能带走多少能量、这个比例是不是普遍的10%,目前还没有答案。
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图一:超巨星发出的强烈星风将黑洞喷流推离恒星,图源:International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) via AP
信源:Dunn, Marcia. "Black hole jets measured in real time, revealing 10,000-sun power." Phys.org, 9 May 2026
