最早预言黑洞的科学家是生活在200多年前的(黑洞是科学家首先从理论上进行预言的)

示意图：布拉扎尔喷气机。写生

黑洞是如何产生亮光的？

姚变星是一种特殊的活动星系核：其星系中心存在一个超大质量黑洞；它喷射出磁化的等离子射流—— (blazar jets)，以接近光速的速度飞向地球。

后者被认为是全宇宙最强的粒子加速器之一；它发出的光芒可以达到1000亿个太阳的亮度。

焦吗啡石发出的大部分光是由高能粒子产生的，其喷流的最高能量为1 TEV(10 ^ 12ev)。虽然已经知道其喷流的能量最终来自星系中心的超大质量黑洞，但其粒子如何被加速到如此高的能量一直是个谜。

科学家通过观察和研究X射线波段的偏振，试图解开上述粒子加速机制之谜。

11月24日凌晨，国际学术期刊《自然》 (Nature)在线发表了一篇论文。根据对生品种马卡良501在2022年3月初和3月底的观测结果，

据推测，超大质量黑洞喷射出的超快粒子流产生的辐射表明，这些粒子被从喷流向外传播的冲击波加速。

这一发现可能有助于人们更多地了解黑洞系统的高能辐射过程。

The title of the above paper is 《偏振的耀变体X射线暗示粒子被激波加速》 (polarized blazar X-rays mean particle acceleration in impact).

本文的通讯作者是芬兰图尔库大学和欧洲南方天文台(ESO)芬兰天文中心的yannis Darkis。

包括广西大学物理科学与工程技术学院副教授、广西相对论天体物理重点实验室研究员谢飞在内，本文共有124位签约作者。

黑洞被认为是宇宙中最极端的超体。它贪婪地吞噬周围几乎所有的东西，很难被直接观察到。以上研究结果说明了如何利用不同的偏振测量方法来探测超大质量黑洞系统。

11月23日，未参与上述研究的李政道研究所天文与天体物理系副教授水野彩香(Yosuke Kumar)告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn)。

x射线偏振实际上很难检测。然而，专门用于观测X射线偏振的新型卫星X射线成像偏振探测器(IXPE)可以非常精确地测量X射线的线偏振和偏振角。

上面的论文展示了一个非常有趣的结果：X射线波段的相对论喷流Makaryan 501(Mrk501)的线偏振约为10%，是光学波段的两倍。这一结果暗示了相对论喷流中的粒子加速机制。

据该报此前报道，2021年12月9日，SpaceX猎鹰9号火箭在佛罗里达州肯尼迪航天中心为美国宇航局发射了一枚X射线成像偏振探测器(IXPE)。探测器将对入射的x射线成像，

和测量偏振参数。IXPE的首席研究员马丁韦斯科普夫(Martin Weisskopf)表示，“IXPE将告诉我们更多关于宇宙X射线源的精确属性，而不仅仅是研究它们的亮度和光谱。”x射线是一种高能光，

它的波长很短，由于地球大气层的阻挡，来自宇宙物体的X射线只能通过太空望远镜观测到。

洋介进一步向论文解释，姚变体的相对论喷流是从黑洞附近以相对论速度(接近光速)发射的准直等离子体喷流。它由完全电离的气体组成，但具体成分还不确定。人们认为这是一种电子离子。

还是电子-正电子。

水野阳介表示，在相对论喷流中，可见光和X射线都来自同一个辐射过程——同步辐射。它是粒子被加速后的非热辐射过程。通过比较不同频率之间的偏振度，人们可以探究其发射位点和粒子加速机制。

而偏振跟发射点的局部磁场结构有关。如果其磁场是有序的，那么偏振度会变得更高。如果磁场强烈缠结（湍流），那么偏振度会变小。

IXPE正在观测马卡良501耀变体。喷流中的高能粒子（蓝色）撞上冲击波（激波，白色）时，粒子会带上能量，并在加速时发出X射线。图片来自Pablo Garcia（NASA马歇尔太空飞行中心）

喷流中的粒子为什么会被激波加速？

水野阳介表示，物质和能量的间歇注入，给喷流的基部（喷流形成部位）带来了扰动。扰动在喷流下游传播过程中，它变成激波，随后成为平流。粒子是通过所谓的费米加速机制被加速，

即粒子与振荡的“墙壁”碰撞而加速：因磁镜效应，带电粒子在激波之间被反复反射而被加速。

水野阳介说，考虑一下带电粒子穿过激波的情景。如果它在移动变化的磁场中被碰撞，它会以更大的速度被反射回来，比如从下游到上游。这样多次的反射大大增加了其能量。

“宇宙两千亿个星系中绝大部分星系的中心都存在着巨大的黑洞——10亿个太阳那么大的黑洞。很多在休眠，但一些在生长。

”美国耶鲁大学天文学系、美国宇航局爱因斯坦博士后研究员莉亚马尔科图莉（Lea Marcotulli）发表评论，上述最新发表的论文中的结果是人们理解耀变体的一个转折点，“现在，

X射线偏振使我们能够研究数个此类喷流，来理解这类激波是否常见于所有来源。”

此外，她写道，耀变体喷流（blazar jets）是整个宇宙中最强的粒子加速器之一，提供了一种无法在地球上实现的“实验室”。

除了喷流中的粒子加速机制问题，水野阳介感兴趣的另一问题是“喷流发射位置的磁场情况”。

。。学者也在耀变体研究领域不断取得新成果。

据。。科学院官网消息，2020年1月3日，国际天体物理学杂志The Astrophysical Journal 在线发表了。。科学院云南天文台博士研究生封海成、研究员刘洪涛与合作者的研究成果。

该研究依托丽江天文观测站2.4米望远镜，通过观测耀变体准同时性光谱变化及测光光变，开展了耀变体光变与颜色变化的相关性研究。光谱和测光观测都发现了变亮变蓝（BWB）现象，

并且颜色与亮度、颜色变化率与亮度变化率之间强相关，颜色变化比亮度变化超前。这些新发现可以使人们更好地理解耀变体中的辐射机制及光变机制。

。。科学院上海天文台官网2018年11月3日发布消息称，有一类超大质量黑洞正处于活跃状态，吞噬着周围的物质，形成一个腰带（吸积盘），发出明亮的光，这类超大质量黑洞被称作活动星系核。研究表明，

它们当中有10%会在近乎垂直于腰带的方向喷出物质和能量，喷出的速度接近光速。当喷流方向是朝向我们时，由于相对论效应，喷流出的光通常比整个星系还要强，这类活动星系核被称为耀变体。

。。科学院上海天文台由王仲翔研究员领导的研究团组，发现了一个编号为PKS 2247-131的耀变体发出的伽马射线辐射在规律性地变亮变暗，每一个多月变化一次。

这是当时为止费米卫星观测到的唯一一次周期为月级的准周期振荡事例。其论文被国际学术期刊《自然通讯》 （Nature Communications）接收、发表。