又一超光速现象被发现，黑洞喷流达160%光速，科学家：这是错觉

黑洞是宇宙中最恐怖的天体，它的引力如此之强，以至于连光都无法逃脱。

我们知道，真空中的光速是宇宙中最快的速度。既然连光都无法逃脱，那么宇宙中就没有什么能够逃过黑洞的引力了。可是，当我们观测黑洞的时候，却总是能在它的周围发现强大的喷流，摆脱黑洞的束缚，在宇宙中划出一道耀眼的光芒。

不对啊，黑洞内不是没有物质可以逃离吗？为何会有这样强大的喷流源源不断地逃逸出来呢？

没错，黑洞内确实没有物质能够逃脱，但这个喷流不在黑洞内。我们知道，在黑洞的周围，物质下落时会因为能量急剧升高而发出光芒，形成一个盘状结构，这就是黑洞的吸积盘。我们观测到的喷流就是从这里射出的，通常称之为相对论性喷流。

科研人员绘制过许多相对论性喷流的假想图，那么，它实际上到底是什么模样呢？最近，在距离我们1万光年以外的位置，科学家借助一个黑洞观测到了这个惊人的画面。

这个黑洞名为MAXI J1820+070，是一个恒星级黑洞，质量大约是太阳的8倍。在它的周围，科学家还发现了它的伴星，一颗质量只有太阳一半的恒星。很明显，这颗恒星的位置和质量都让它处在了一个非常危险的环境，黑洞凭借自己无与伦比的引力，逐渐将它瓦解，一点点将它吞噬。它的物质在落入黑洞之前，就形成了吸积盘。

吸积盘上大部分物质最终都会落入黑洞的视界范围内，从此销声匿迹；但是，还有一小部分物质会围绕黑洞旋转很久，最终在磁场的作用下被射出去。因此，我们在黑洞的南北两极的方向分别能看到一束喷流。

在2018年11月和2019年2月、5月及6月，NASA的钱德拉X射线望远镜四次对其进行拍摄，并且将其合成为动画，发表在了《天体物理学杂志通讯》上，向人类展示了这一宇宙奇观。

（图片说明：钱德拉拍摄后合成的动画，可以明显看出南极喷流的速度远大于北极）

可是，在对这个黑洞的相对论性喷流进行研究的时候，科学家发现了诡异的现象。据观测，其北极的喷流速度达到了60%的光速，这是科学家可以理解的。但是，当观测南极的喷流时，科学家不仅发现两侧的喷流速度不对称，甚至计算得出南极喷流达到160%光速的惊人数据。

我们都知道超光速现象是不合理的，任何有质量的物质都不能比光速更快。科学家陷入了沉思：问题究竟出在哪里呢？

科学家解释说：实际上，相对论性喷流本身的速度是没有达到光速的，不论是南极方向还是北极方向，其速度都大约是80%光速多一点。也就是说，二者并没有真的表现出不对称的现象。但实际上，当喷流的光向地球传播的时候，就出现问题了：由于两束喷流的方向不同，所以和光速的叠加结果也不同，于是导致我们观测到了不对称甚至超光速的现象。

据介绍，MAXI J1820+070的南极的方向是比较靠近地球的，因此我们观测北极的喷流速度是其实际速度减去光速，而南极的喷流速度则是其本身速度加上光速，于是就出现了这样的错觉。

实际上，科学家目前观测到喷流速度如此之快的恒星级黑洞并不多，算上MAXI J1820+070也只有三个，因此对它的研究是一项非常重要的工作。

去年的时候，科学家就曾经发表过一篇关于MAXI J1820+070爆发的论文。而今年的这篇论文，是在此基础上的一次跟进。研究团队不仅利用了强大的钱德拉X射线望远镜，而且还使用了位于美国新墨西哥州的甚大天线阵（VLA）以及位于南非的MeerKAT望远镜。这次观测的持续时长，也比上一次增加了一倍，从而获得了更大的进展。

（图片说明：钱德拉X射线望远镜）

研究团队告诉我们：在2018年的时候，MAXI J1820+070曾经有过两次非常剧烈的爆发，向宇宙中喷射出40亿亿磅的物质，也就是180万亿吨。而它在其他位置吸收这么多物质到吸积盘，仅仅需要几个小时就够了，可见其吞噬能力之恐怖。

相对论性喷流的本质，既是物质，也是能量。当粒子和黑洞周围的物质发生碰撞的时候，就会释放出巨大的能量。喷流自身也会和这些物质发生碰撞，产生巨大的冲击波，科学家们把它比喻为超音速飞机在地球大气层中产生的音爆现象。当这些喷流与星际空间的物质发生碰撞的时候，产生的能量比欧洲的大型强子对撞机所产生的能量还要巨大。

在宇宙中，这些相对论性喷流可以射出几千甚至数万光年，就好像宇宙深处的探照灯。它们不仅携带着惊人的能量，而且也可以帮助我们更好地了解黑洞的运行机制。

（图片说明：黑洞吞噬恒星的艺术假想图，红色部分是吸积盘，两侧的粒子束就是相对论性喷流）

对于相对论性喷流，科学家的了解仍然还非常有限。如果我们想彻底了解黑洞，就不可能绕开这个话题。随着人类观测能力的不断发展，相对论性喷流势必会成为我们研究黑洞的有力武器。也许某一天，它还会从其他方面被人类利用，那就要看人类的科技能发展到什么程度了。