黑洞的轨道上有个甜甜圈？射电天文学为我们揭开射电星系的神秘面纱

大小不一的“瓣”，闪烁的“婴儿”，射电星系中正在发生什么？

（图片来源：海洛创意-Shutterstock[1]）

本文最早在解释型新闻网（The Conversation）[2]上发布，随后站方将这篇文章投稿至Space.com的“专家之声：评论和见解”（Expert Voices: Op-Ed & Insights）一栏。

凯瑟琳·罗斯（Kathryn Ross），博士，科廷大学。

娜塔莎·赫尔利·沃克（Natasha Hurley-Walker），射电天文学家，科廷大学。

我们已经从深空的射电图像中找到了数百个正处于婴儿时期的超大质量黑洞，星系中的光线在它们周围发生了让人难以置信的扭曲。

星系是巨大的宇宙天体，由气体、尘埃和恒星组成（就像我们的太阳），它们的大小通常能达到几千甚至几万光年。

在知道这些星系的大小的情况下，你也许会认为它们发出的光线会缓慢而稳定地变化，其时间尺度将远长于一个普通人类的寿命。

但是我们发表在《皇家天文学会月刊》[4]（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上的研究发现，有些星系中光线变化的速度非常快，只需要几年时间，而且这类星系的数量之多远超我们的想象。

什么是射电星系？

天文学家认为，大多数星系的中心都有一个超大质量的黑洞。其中一些黑洞十分活跃，它们会发出大量的幅射。

黑洞那强大的引力场会将周围的一切物质拖进其中，将它们撕碎后形成一个由热等离子体[5]构成的吸积盘[6]——就像一个轨道上的甜甜圈。

这个圆盘以接近光速的速度绕黑洞运行，圆盘的磁场将其中的高能粒子加速成一束束沿着黑洞轴向的细长“喷流”（jets）。随着粒子与黑洞间的距离越来越远，这些喷流会逐渐扩散开来变成巨大的蘑菇状云或“瓣状结构”（lobes）[7]。

（图解：射电星系大力神A的中心有一个活跃的超大质量黑洞。图为黑洞发射的高能粒子流最后逐渐扩散成瓣状结构。图片来源：NASA，ESA，S. Baum & C. O’Dea(RIT)，R. Perley & W. Cotton(NRAO/AUI/NSF)，and the Hubble Heritage Team(STScl/AURA)）

这整个结构构成了射电星系[8]，而它之所以被如此命名就是因为它会释放出大量的射频辐射[9]。射电星系可能横跨了数百、数千甚至数百万光年的尺度，因此需要数亿年才能展现出一些较为剧烈的变化。