一组天体物理学家首次计算出物质和反物质的粒子是如何围绕旋转黑洞旋转的。
这些计算机模拟提供了黑洞如何以接近光速喷射物质的关键洞见，该团队的结果支持了先前提出的两种神秘粒子流的动力机制。
这种新的模拟技术还可以帮助天体物理学家解释来自全球射电望远镜阵列的数据，这些射电望远镜正在观测银河系中心的超大质量黑洞。
英国利兹大学的天体物理学家Serguei Komissarov说，1月23日发表的研究结果是黑洞研究的一个“里程碑”。
高能物质喷流在宇宙中很常见，似乎来自各种各样的来源，尽管还没有直接的证据证明它们是如何形成的。在我们的星系中，198娱乐代理前天跟我说可以按量升点，我以为忽悠人的
198彩票平台优惠，谁知道昨天在198彩票平台打了比平时高几倍的流水后，今天一登陆198账户发现返点升了，看来198彩票的信誉不是吹的。，许多中子星会产生这些喷射流，就像一些相对较小的黑洞——那些质量不比太阳大多少的黑洞——在吸收物质的过程中一样。天体物理学家认为，在其他星系中心的一些超大质量黑洞，其背后是绵延数千光年的壮观喷流，比如围绕着星系Messier 87的喷流。
在许多情况下，特别是对于小型黑洞，喷射流似乎包含一层薄雾状的电子和它们的反物质对应物——正电子——以等离子体的形式高速流出。
现有的黑洞行为模型表明，粒子-反粒子对是在强烈的磁场和电场中产生的，这些磁场和电场在黑洞的视界附近旋转——视界是一个球形的表面，没有任何东西可以在穿过视界后逃逸。这些粒子大部分落入黑洞。
这些喷流在黑洞的磁极附近形成，在那里扭曲的磁场形成的混沌辫子射向星际空间。根据天体物理学家的主流解释，这些场会带走黑洞的一些能量和旋转动量，同时产生更多的电子和正电子。
过去，对黑洞动力学的三维模拟是将电子和正电子构成的等离子体模拟成一个连续体。但是在这项研究中，Parfrey和他的合作者们在他们的模拟中加入了单个粒子，观察它们的运动是如何与磁场和电场相互交织并产生能量的。
他们的结果显示，正电子和电子在黑洞赤道附近旋转时，以相反的方向流动。这些电流使能量从两极地区迸发出来。
“一般来说，喷气机最重要的不是等离子体，而是从电磁场中释放出来的大量能量，”研究报告的合著者凯尔·帕弗雷(Kyle Parfrey)说。他是马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心(NASA Goddard Space Flight Center)的天体物理学家。“我们看到这种情况正在发生。”
天体物理学家罗杰·布兰福德和罗曼·兹纳耶克在20世纪70年代就预测到了这种效应。他们提出了一种机制来解释喷流如何从黑洞的自旋中获得能量，以及这将如何有助于减缓自旋。(爱因斯坦的理论把能量等同于质量;随着黑洞旋转速度的减慢，它会变得更轻。
这项研究还发现了第二种机制的支持，这种机制解释了能量是如何从旋转的黑洞中提取出来的。这种机制最早是由英国数学物理学家罗杰·彭罗斯在20世纪60年代提出的。根据彭罗斯的模型，在黑洞赤道附近产生的一些粒子具有负能量，所以当它们落入黑洞时，它们减慢了黑洞的旋转。这一假想现象让人想起史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)后来提出的“霍金辐射”，即负能量粒子有助于缩小黑洞的质量。
Parfrey说，新的模拟仍然不完整。特别地，它们不包括粒子和反粒子是如何产生的详细物理知识，也不包括吸积盘(黑洞周围的物质流动)的详细物理知识。吸积盘最初被认为是为电磁场提供能量的。一个与物质隔离的黑洞会迅速地消散这些场，并在没有等离子射流的情况下进入安静、黑暗的状态。
Benoit Cerutti合著者在法国格勒诺布尔大学的阿尔卑斯说视界望远镜,无线电天线网络跨越全球,今年将首次交付结果,可能会提供一些令人兴奋的细节关于等离子体绕着银河系中心的超大质量黑洞,以及一个混乱的中心87。“我希望不久我们将会有更多的观测限制，”Cerutti说。
