黑洞喷流有统一开关 2％喂食率即触发

黑洞向宇宙喷射物质的时间点，可能遵循一条比想象中更简单的规则。澳大利亚科廷大学国际射电天文研究中心（ICRAR）的阿黛尔·古德温与普林斯顿高等研究院的安德鲁·马默里合作，在《自然·天文学》发表研究：质量相差百万倍的黑洞，似乎会在喂食周期的同一临界点启动喷流。

问题来自一个长期困扰观测者的现象。当超大质量黑洞撕碎一颗恒星时，有时几乎立刻喷出一股强劲的物质流；另一些时候，黑洞却安静几个月甚至几年，之后才突然出现可探测的射电外流。为什么时间差这么大？

答案指向“喂食率”。研究团队发现，那些延迟出现的喷流，都发生在黑洞吞噬物质的速度降到爱丁顿极限约2％的时候。爱丁顿极限是一个理论基准，指辐射向外压力与引力向内拉扯达到平衡的强度。而2％这个阈值，此前已在银河系内质量只有十来倍太阳质量的恒星级黑洞身上被确认过。

观测上存在两段喷流窗口。第一段出现在恒星刚被撕碎、黑洞以远超爱丁顿极限的速率暴食时；第二段则可能晚得多，在恒星被摧毁数百甚至数千天之后才出现。研究团队先分析20次潮汐瓦解事件的可见光、紫外、X射线与射电观测，再挑出10次数据足以同时推算喂食率和射电外流时间的样本，比对后得到了相当一致的规律。

“这些黑洞的质量天差地别，却在喂食过程的同一个位置打开喷流。”古德温说，“这告诉我们一些关于黑洞的根本事实：物理过程并不在乎黑洞有多大。”她把这种外流比作“黑洞打嗝”，只是这些嗝能把物质抛到极远的距离，并影响周围的星系。

这项发现还有实用价值。大型射电望远镜的观测时间极为紧张，知道“什么时候看”与知道“往哪里看”同样重要。若能估算黑洞喂食率何时逼近临界值，天文学家就能安排更有针对性的观测，减少无效追测。这对即将在澳大利亚西部建设低频部分的平方公里阵列射电望远镜（SKA）尤其有意义——澳政府已为该项目投入3.87亿澳元，总造价超过20亿澳元。

值得一提的是，这条规律的雏形并非诞生于望远镜前，而是马德里一次学术会议期间的酒吧闲聊。两人聊着聊着意识到，小质量黑洞的喷流规则或许同样适用于超大质量黑洞。后续的数据比对印证了这个直觉。

编译自 ScienceDaily / Curtin University，原标题：“Astronomers discover a strange universal rule behind black hole eruptions”