史上最大黑洞噴流或將顛覆對宇宙認知

超大質量黑洞，也就是位於星系中心的貪婪的引力井，是宇宙中一些最爲極端的天體。它們的碰撞會在時空結構中引發漣漪，一旦穿過其事件視界，我們的物理學概念便會完全崩潰。當一個超大質量黑洞吞噬任何靠近的氣體、等離子體或恆星時，一些聚集的物質會通過磁場線沿着黑洞的自轉軸被噴射到兩個星系外噴流當中。

以接近光速移動，這些噴流遠遠超出了其所在的星系（正如其名稱所表明的那樣）。2022 年，萊頓大學的博士生 Martijn Oei 發現了一個巨大的、1600 萬光年長的噴流，綽號爲 Alcyoneus（希臘神話中的一個巨人）。如今作爲加州理工學院的博士後學者，Oei 超越了自我，發現了一對新的、破紀錄的黑洞噴流，其橫跨長度達到驚人的 2300 萬光年。從這個長度來看，這就如同將 140 個銀河系星系排成一排那樣。關於這個新的星系外噴流紀錄保持者的研究結果發表在《自然》雜誌上。

這些噴流被命名爲波菲里昂（又是那些希臘巨人之一），它們源自一個距離地球約 75 億光年的黑洞。並且它們的威力相當強大，其功率輸出相當於數萬億個太陽的功率。早在 2018 年，Oei 最初的打算是使用歐洲的低頻陣列（LOFAR）來研究“宇宙網”的無線電信號——一個在星系之間縱橫交錯的細絲網絡——但慢慢地，越來越多有關巨大黑洞噴流的證據不斷涌現。

“當我們首次發現這些巨大的噴流時，” 這項新研究的主要作者 Oei 在一則新聞聲明中表示 ，“我們非常驚訝。我們壓根沒想到會有這麼多。”

那麼，這些極其巨大的結構究竟是如何形成的呢？嗯，科學家們對此也不確定。在 2022 年對阿爾庫俄紐斯進行分析時，歐伊和他的團隊提出理論，認爲這對噴流的宿主星系要麼必須包含高於正常數量的恆星物質，要麼具有極其強大的 噴流。但研究表明，不管怎樣，這個星系在這兩方面都低於平均水平。另一個懸而未決的謎團在於，早期的宇宙本該比現在密集得多，所以你會認爲這些噴流會更快地變得不穩定。但是，到目前爲止，證據表明情況並非如此。

“馬爾廷的工作向我們表明，這些巨大射電源其所處環境並沒有什麼特別之處致使它們達到如此巨大的規模，”該研究的合著者馬丁·哈德卡斯爾在一份新聞聲明中說道。“我的看法是，我們需要在中央超大質量黑洞周圍有一個異常持久和穩定的吸積事件，讓它活躍約十億年，並確保噴流在這段時間內始終指向同一方向。我們從衆多巨型射電源中瞭解到，這一定是相對常見的情況。”

逐漸明朗的是，這些跨越整個宇宙的黑洞噴流比之前認爲的更爲常見，而 Oei 對研究這些結構可能對早期宇宙的演化產生怎樣的影響——尤其是在與磁性有關這一方面。

“我們星球上的磁力讓生命蓬勃發展，所以我們想了解它是如何形成的，” 奧伊在一份新聞聲明中說道。“我們知道 磁力 遍佈宇宙網，然後進入星系和恆星，最終到達行星，但問題在於：它從何處開始？這些巨大的噴流是否在宇宙中傳播了磁力？”

幾十年來，科學家們認爲黑洞幾乎沒有對 宇宙 的宏觀構成產生影響。但這些巨大的河外天體結構正促使一些天體物理學家重新思考它們可能在宇宙中發揮的更大作用。