相對論性噴流
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有些 AGN 不僅發光——它們還會「開火」。從黑洞附近最內層的區域,兩道狹窄的物質束朝相反方向以極接近光速噴射而出,有時要飛行數十萬乃至上百萬光年才慢下來。這就是相對論性噴流,是任何單一天體所能產生的延伸最遠的結構。
噴流是一股被高度準直的電漿流——電子和其他粒子——沿黑洞及其吸積盤的自轉軸噴出,幾乎可以肯定是由錨定在旋轉盤和黑洞本身中的扭曲磁場所驅動。「相對論性」意味著粒子以超過 99% 的光速運動,快到愛因斯坦的相對論主導著我們對它們的感知。它們的光主要是同步輻射,由那些高速電子繞磁場旋進而產生,覆蓋從射電波到伽馬射線的整個頻譜。噴流不僅攜帶能量,還攜帶動量,撞入周圍的氣體,吹出巨大的氣泡。
相對論性噴流解釋了為什麼有些 AGN 是耀眼的射電源:噴流撞入星系際介質處,會點亮遠在宿主星系之外的巨大射電瓣。兩種相對論效應讓噴流看起來詭異。若噴流幾乎正對我們,相對論性集束會使它顯得比實際亮上數百倍(我們就看到了一個耀變體),而超光速運動可以讓噴流中的團塊看似在天空中跑得比光還快——這是一種錯覺,並非真的違反物理。噴流也是 AGN 反饋的關鍵渠道,它攪動並加熱橫跨整個星系或星系團的氣體。
星系 M87 噴出一道長逾 5000 光年的噴流,亮到早在 1918 年就被拍下,稱作「一道奇異的直射光」。如今我們知道它源自 M87 那個 65 億太陽質量的黑洞,並由以超過 99% 光速運動的電子發出的同步輻射而發光。
兩道近光速的電漿束,延伸到遠超宿主星系之外。
噴流不是固態物質,也不是被拋射出的恆星;它們是稀薄、高速、被磁場穿織的電漿。而且,儘管噴流中的粒子接近光速,卻永遠達不到也超不過光速——超光速運動中那些「快過光」的團塊,是視角造成的錯覺,並非真的超光速行進。