英国一组研究人员观察到物质以30％的光速落入黑洞。这比之前观察到的要快得多。

该研究中的星系命名为PG211 + 143，离我们的太阳系约10亿光年。这是一个Seyfert星系，这意味着它非常明亮，并且在其中心有一个超大质量黑洞（SMBH）。从吸积盘落入孔中的物质导致其高能量输出。但无论如何都没有想到它以如此高速的速度掉入黑洞。

“我们能够跟踪地球大小的物质大约一天，因为它被拉向黑洞，加速到光速的三分之一，然后被黑洞吞没。” - Ken Pounds教授，莱斯特大学物理与天文系。

该研究背后的团队由莱斯特大学的Ken Pounds教授领导。庞兹和其他作者使用了欧洲航天局XMM-Newton天文台的数据，该天文台于1999年发射，用于观测星际X射线源。该研究支持已经完成的理论工作。

ESA的XMM-Newton天文台于1999年发射，用于研究星际X射线源。图片：ESA

黑洞看上去呈现“黑色”，因为它们具有如此强大的引力，即使光线也不能逃脱它们。由于它们在天文学和天体物理学中的重要性，它们受到了广泛的关注。它们具有强大的能量，是从物质中提取能量的最有效的物体。他们从气体中获取能量落入黑洞。

像PG211 + 143这样的星系，和我们银河系一样，在它们的中心有超大质量的黑洞。这些怪物的质量是我们太阳的数百万甚至数十亿倍。当足够的物质流入它们时，它们会变得非常有活力，然后它们被称为活跃的星系核（AGN）。

Active Galacti Nuclei的内部结构。原文：未知; 矢量化：Rothwild - 自己的工作基于：Galaxies AGN Inner-Structure-of.jpg，CC BY-SA 3.0，https：//commons.wikimedia.org/w/index.php？curid = 46857319

黑洞在质量方面使太阳相形见绌，但它们是微小而紧凑的物体。它们周围是旋转的气体圆盘，但黑洞的小尺寸意味着气体只能缓慢下降。大多数气体围绕黑洞运行，通过吸积盘缓慢地逐渐螺旋进入孔中。吸积盘是一系列尺寸逐渐减小的圆形轨道。随着气体越来越靠近黑洞，它会加速并变得炽热和发光。这就是黑洞将物质转化为能量的方式。孔的强烈重力导致盘中的气体移动得越来越快，直到它开始辐射能量。

“我们用XMM-Newton观测的星系中有一个4000万太阳质量的黑洞，这个黑洞非常明亮，显然也很好。” - 莱斯特大学物理和天文学系的Ken Pounds教授。

天文学家认为这些流入气体的圆盘彼此对齐，就像太阳系中黄道上的行星一样。但情况并非总是如此。气体和尘埃的云可以从任何方向落入黑洞，所以这些吸积盘真的没有理由不会错位。问题是，未对准的光盘如何影响气体进入黑洞？

这就是Pounds教授和他的合作团队的研究所在。他们使用XMM-Newton来检查PG211 + 143的X射线光谱。他们发现光谱是红移的，他们观察到的物质以大约100,000 km / s的速度落入黑洞，或约为光速的30％。在天文学术语中，物质非常靠近洞。它与孔的距离只是孔本身的20倍，而物质几乎没有任何旋转能量。

使用英国Dirac超级计算机设施完成的理论工作与这些观察结果一致。这项工作表明，气体的吸积环会如何断裂并相互碰撞。这抵消了气体的旋转速度，使气体更快地落入黑洞。但直到现在，它从未被观察到过。

来自莱斯特大学物理与天文系的Pounds教授说：“我们用XMM-Newton观测的星系有一个4000万太阳质量的黑洞，这个黑洞非常明亮，而且非常好吃。事实上大约15年前，我们发现了强风，表明这个洞正在过度喂食。虽然现在在许多活跃的星系中发现了这样的风，但PG1211 + 143现在已经产生了另一个'第一'，探测到物质直接落入洞中。“

“我们能够跟踪地球大小的物质团块大约一天，因为它被拉向黑洞，加速到光速的三分之一，然后被黑洞吞没，”Pounds教授说。

这项研究不仅发现了这种高速物质流入黑洞，而且这样做揭示了天文学的另一个谜团。在早期的宇宙中，黑洞很快就获得了非常大的质量，但是为什么它永远不清楚。光盘不对齐和物质的混乱增加可能是宇宙早期快速增长的黑洞的原因。

Sources

Royal Astronomical Society Press Release: “Matter Falling into a Black Hole at 30 Percent of the Speed of Light“

Research Paper: “An ultrafast inflow in the luminous Seyfert PG1211+143“

Universe Today’s Guide To Space