相对论性喷流
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有些 AGN 不仅发光——它们还会“开火”。从黑洞附近最内层的区域,两道狭窄的物质束朝相反方向以极接近光速喷射而出,有时要飞行数十万乃至上百万光年才慢下来。这就是相对论性喷流,是任何单一天体所能产生的延伸最远的结构。
喷流是一股被高度准直的等离子体流——电子和其他粒子——沿黑洞及其吸积盘的自转轴喷出,几乎可以肯定是由锚定在旋转盘和黑洞本身中的扭曲磁场所驱动。“相对论性”意味着粒子以超过 99% 的光速运动,快到爱因斯坦的相对论主导着我们对它们的感知。它们的光主要是同步辐射,由那些高速电子绕磁场旋进而产生,覆盖从射电波到伽马射线的整个频谱。喷流不仅携带能量,还携带动量,撞入周围的气体,吹出巨大的气泡。
相对论性喷流解释了为什么有些 AGN 是耀眼的射电源:喷流撞入星系际介质处,会点亮远在宿主星系之外的巨大射电瓣。两种相对论效应让喷流看起来诡异。若喷流几乎正对我们,相对论性集束会使它显得比实际亮上数百倍(我们就看到了一个耀变体),而超光速运动可以让喷流中的团块看似在天空中跑得比光还快——这是一种错觉,并非真的违反物理。喷流也是 AGN 反馈的关键渠道,它搅动并加热横跨整个星系或星系团的气体。
星系 M87 喷出一道长逾 5000 光年的喷流,亮到早在 1918 年就被拍下,称作“一道奇异的直射光”。如今我们知道它源自 M87 那个 65 亿太阳质量的黑洞,并由以超过 99% 光速运动的电子发出的同步辐射而发光。
两道近光速的等离子体束,延伸到远超宿主星系之外。
喷流不是固态物质,也不是被抛射出的恒星;它们是稀薄、高速、被磁场穿织的等离子体。而且,尽管喷流中的粒子接近光速,却永远达不到也超不过光速——超光速运动中那些“快过光”的团块,是视角造成的错觉,并非真的超光速行进。