時空的扭曲可能解釋了宇宙中一些最亮的物體

一個黑洞不穩定的喂食模式的3D模型揭示了類星體使用調光開關的奇怪行為的潛在解釋。

星系匆忙做任何事情是非常不尋常的，但是“變貌”類星體是一個例外。

他們可以切換他們的輻射射流在僅僅年甚至幾個月。這種消失的行為在首次被觀察到時震驚了天體物理學家2014和繼續神秘化科學家。

坐在嬰兒星系的中心類星體（或“準恒星無線電源”）通常比我們的太陽燃燒亮度高27萬億倍。 類星體由貪婪的超大質量組成黑洞和它的膳食：吸積盤中圍繞它旋轉的氣體和灰塵。

過去的模型假設圍繞黑洞運行的物質將在相對相對的情況下穿過事件視界。有序的舉止，就像水順著下水道流下來。這被認為是一個緩慢的過程，持續了10,000年或更長時間.

“幾十年來，人們做出了一個非常大的假設，即吸積盤與黑洞的旋轉對齊，”說主要作者Nick Kaaz，美國西北大學的天體物理學家。

“但是為這些提供燃料的氣體黑洞不一定知道黑洞的旋轉方向，那么為什么它們會自動對齊呢？改變對齊方式會徹底改變畫面。

當該團隊創建了一個旋轉黑洞的3D計算機模型時，該黑洞與其吸積盤不對齊，奇怪的事情開始發生。

吸積盤不再像披薩底在廚師的手指上旋轉，而是開始翹曲和撕裂。

它分成一個內子圓盤和一個外圓盤，每個圓盤以不同的傾斜度旋轉，很像陀螺儀。

這種圓盤分裂是由旋轉的黑洞扭曲它周圍的時空引起的——一個廣義相對論過程，稱為幀拖動.

“當[黑洞]旋轉時，它們像一個巨大的旋轉木馬一樣拖動周圍的空間，并迫使它旋轉，”說卡茲。

框架拖動對軌道靠近黑洞的物質具有更強的拉力，而對軌道更遠的物質的拉力較弱。

這種差異意味著內盤的旋轉速度比外盤快。

起初，摩擦和壓力使圓盤保持在一起。但是，最終，黑洞對時空的扭曲導致內盤斷裂成一個單獨的圓盤，該圓盤更小，因此更容易移動。

“撕裂區是黑洞獲勝的地方，”說卡茲。

這兩個圓盤彼此成奇怪的角度并發生碰撞，引起沖擊。外盤中的“流光”雨落下到內部子盤上，迫使物質更快地進入黑洞。

這個額外的質量將內盤推向黑洞被吞噬，然后黑洞的引力從外部區域吸入氣體以補充內部區域。這些過程可以揭示為什么類星體會突然關閉和打開。

“經典的吸積盤理論無法解釋這種劇烈的變化，”說卡茲。

“但我們在模擬中看到的現象可能可以解釋這一點。快速變亮和調暗與被破壞的圓盤內部區域一致。

本文發表于天體物理學雜志.

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