模拟截图显示了超大品质黑洞享用周围气体和尘埃圆盘的新方式。(图片鸣谢:uux.cn/a . Tchekhovskoy/Nick Kaaz/西北大学)
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（罗伯特·李）：超大品质黑洞或许有一个完全意想不到的宇宙运输办事，为它们提供气体和尘埃来享用。这或许会导致宇宙巨人进食的速度比科学家们预期的要快得多，他们会在几个月的时间内狼吞虎咽，而不是今日跑分成绩攻略几百年乃至几千年。
超大品质黑洞的品质是太阳的数百万乃至数十亿倍，被觉得居住在大多数星系的中心，当它们被称为吸积盘的巨大气体和尘埃板包围时，它们为类星体提供动力。类星体是活跃星系的明亮核心，它们相当明亮，比周围全部星系中所有恒星的光加起来还要亮。
这些有关黑洞进食率的新察觉或许有助于阐明超大品质空洞如何吞噬周围的物质，以及这一过程如何作用星系的演化。
这项探究是聚焦无线耳机一览由一组科学家开展的高分辨率3D模拟的结局，他们着手知晓黑洞动力学，并最后捕捉到这些难以捉摸的现象惊人的高效研究速度。另外，这种增多的速率也或许得到类星体真实全球观测的扶持，其中一些类星体会在几个月的时间尺度内变亮和变暗。
“气体如何到达黑洞并为其提供食物是吸积盘物理学的核心难题，”小组组长、西北大学天文学家尼克·卡兹在一份告示中说。“假如你得知这是如何发生的，它将告诉你这个圆盘持续多长时间，它有多亮，以及当我们用望远镜观察它时，光应该是什么样子的。”
超大品质黑洞在用餐时是如此的累赘
超大品质黑洞如此巨大，以至于当它们旋转时，基金理财体验它们会拖着空间和时间的结构一起旋转，这种现象被称为“帧拖曳”或“透镜-三环效应”。使用橡树岭全国评测室的Summit超级计算机开展的3D模拟显示，这种空间扭曲撕裂了吸积盘，并导致它们分裂为内部和外部“子盘”。
在某种程度上，超大品质黑洞把内部圆盘当作开胃菜，由于它们经由吞噬先是在那里察觉的气体和尘埃着手它们的晚餐。当这发生时，外层圆盘的物质过滤进来，最后填满黑洞吞噬内层圆盘后留下的空隙。这个填满的圆盘就变成了主菜，让喂食过程重新着手。
模拟截图显示了超大品质黑洞享用周围气体和尘埃圆盘的新方式。(图片鸣谢:uux.cn/a . Tchekhovskoy/Nick Kaaz/西北大学)
该团队的深度DC电影测评模拟显示，黑洞的全部宇宙进食历程，即进食、再进食、再进食，可以在仅仅几个月的时间内开展，这比之前计算的时间尺度要快得多。这或许最后阐释了为什么一些类星体高效闪烁，然后消失。
“经典吸积盘理论预测，圆盘演化慢慢，”Kaaz说。“但是一些类星体——由黑洞吞噬吸积盘中的气体而形成——似乎会在几个月到几年的时间尺度内发生剧烈转变。这种转变如此剧烈。”
Kaaz也是天体物理学跨学科探索和探究中心(CIERA)的成员，他补充说，从模拟来看，看起来像是圆盘的内部若干——类星体的大若干光来自那里——被破坏，然后被补充。
“经典吸积盘理论无法阐释这种剧烈的转变，”他说。“但是我们在模拟中目睹的现象有或许阐释这一点。高效变亮和变暗与光盘内部被破坏的区域一致。”
超大品质黑洞吃陀螺仪而不是盘子
模拟截图显示了超大品质黑洞享用周围气体和尘埃圆盘的新方式。(图片鸣谢:uux.cn/a . Tchekhovskoy/Nick Kaaz/西北大学)
一些科学家觉得，超大品质黑洞周围的吸积盘相当有序，尽管由于超大品质黑洞位于其中心的引力作用，它们历程了激烈的条件。由于这种作用，吸积盘中的气体和尘埃围绕黑洞管理，另外停留在同一平面上，并以与空洞一样的方向旋转，气体相当慢慢地落到黑洞的外部边界。这个边界被称为事情视界。
“几十年来，人们做了一个相当大的假设，吸积盘与黑洞的旋转一致，”Kaaz说。“但是供给这些黑洞的气体不一定得知黑洞旋转的方向，那么为什么它们会自动对齐呢？改变对齐方式会极大地改变画面。”
这张新呈现的图像显示了一个正进食的超大品质黑洞周围更为混乱和动荡的生态。
模拟截图显示了超大品质黑洞享用周围气体和尘埃圆盘的新方式。(图片鸣谢:uux.cn/a . Tchekhovskoy/Nick Kaaz/西北大学)
这种现象的核心是lens-thir ring效应，当你靠近中心黑洞时，这种效应会变得更强，导致吸积盘抖动，最里面的区域旋转得更快。这相当于一个旋转的陀螺，当它慢下来时就着手摆动，但内部吸积的摆动比外部圆盘的摆动更极端。
这扭曲了全部圆盘操控系统，导致来自各异区域的气体相互碰撞，形成明亮的冲击波，并驱使物质越来越靠近超大品质黑洞本身。最后，摆动效应变得如此强烈，吸积盘分裂。合成的内外盘分别演化，形成各异的摆动。在那一点上，全部吸积盘更像是陀螺仪的环，而不是旋转的盘子。
“当内部圆盘撕裂时，它将独立进动，”Kaaz说。“它进动得更快，由于它更靠近黑洞，并且由于它很小，所以更轻松移动。”
模拟截图显示了超大品质黑洞享用周围气体和尘埃圆盘的新方式。(图片鸣谢:uux.cn/a . Tchekhovskoy/Nick Kaaz/西北大学)
该团队兴办的模拟表明，超大品质黑洞的疯狂进食始于内盘和外盘之间的断裂或“撕裂区域”。另外，当摩擦力试图将圆盘结合在一起，而lens-thir ring效应进一步将它们分开时，就会发生这种状况。
“黑洞的旋转与圆盘内部的摩擦和压力之间存在比拼，”Kaaz说。“撕裂区域是黑洞获胜的地方。内盘和外盘相互碰撞。外盘刮掉内盘的几层，向内推它
模拟截图显示了超大品质黑洞享用周围气体和尘埃圆盘的新方式。(图片鸣谢:uux.cn/a . Tchekhovskoy/Nick Kaaz/西北大学)
由于这些圆盘以各异的角度定向，所以外盘将物质倒在内盘上，这将内盘推得更靠近黑洞，加快了它被黑洞吞噬的速度。当这种状况发生时，黑洞的巨大引力吸引外层圆盘，迫使它取代内层圆盘。
“吸积盘的内部区域，也就是大若干亮度的来源，或许会在几个月内完全消失——真的不久，”Kaaz说。“我们基础上目睹它完全消失了。操控系统不再明亮。然后，它再次变亮，重复这个过程。常规理论没有任何办法阐释它最初为什么会消失，也阐释不了它是如何如此迅速地重新填充的。”
该团队的探究发表在周三(9月20日)的《天体物理学杂志》上。