美國(guó)宇航局約翰霍普金斯大學(xué)和羅切斯特理工學(xué)院的科學(xué)家最新證實(shí)了恒星級(jí)黑洞如何產(chǎn)生最高能量的光線，他們?cè)谝慌_(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)上模擬黑洞的氣體吸積過程，重現(xiàn)了X射線噴流的形成，發(fā)現(xiàn)活躍的黑洞可產(chǎn)生強(qiáng)大的能量射線。戈達(dá)德太空飛行中心天體物理學(xué)家杰里米？施尼特曼認(rèn)為這項(xiàng)研究調(diào)查了位于黑洞周圍溫度高達(dá)10億度氣體的行為，氣體分子、磁場(chǎng)間的相互作用顯示出宇宙中最極端物理環(huán)境非常令人畏懼。
當(dāng)氣體逐漸落入黑洞周圍的軌道時(shí)，會(huì)形成一個(gè)扁平的物質(zhì)盤面，并開始呈現(xiàn)螺旋式下落，這一過程中氣體等物質(zhì)被劇烈壓縮和加熱，越接近中央的區(qū)域溫度越高，可達(dá)到2000萬華氏度，或?yàn)?SPAN lang=EN-US>1200萬攝氏度，是太陽表面溫度的2000倍左右，并釋放出低能量的軟X射線。科學(xué)家對(duì)黑洞的研究已經(jīng)超過了40年，觀測(cè)表明黑洞也會(huì)產(chǎn)生相關(guān)規(guī)模的硬X射線，如果高能量的射線意味著有著相當(dāng)炙熱的氣體存在，溫度可高達(dá)數(shù)十億攝氏度。
這項(xiàng)研究在理論和觀測(cè)之間建立了一座橋梁，表明硬X和軟X射線都會(huì)在黑洞吸積氣體的過程中被釋放出來。約翰斯？霍普金斯大學(xué)教授朱利安？克羅利克等開發(fā)出一個(gè)黑洞吸積盤內(nèi)部區(qū)域的模型，可以跟蹤X射線的釋放和移動(dòng)，并與觀測(cè)到的真實(shí)黑洞進(jìn)行對(duì)比。科學(xué)家計(jì)算出流入黑洞吸積盤的氣體運(yùn)動(dòng)方程，并進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，發(fā)現(xiàn)下落氣體的溫度、密度以及速度都在急劇增加，這一過程還對(duì)吸積盤外部的氣體行為構(gòu)成影響。
位于得克薩斯高級(jí)計(jì)算中心的超級(jí)計(jì)算機(jī)參與了本項(xiàng)研究，科學(xué)家通過27天的模擬對(duì)黑洞吸積氣體過程釋放硬X射線有了進(jìn)一步的了解，并推測(cè)吸積盤的物質(zhì)在被加熱后可形成冕環(huán)，該現(xiàn)象位于黑洞事件視界的邊緣附近，由極高溫度的X射線導(dǎo)致，在整個(gè)吸積盤和冕環(huán)發(fā)生的區(qū)域，科學(xué)家成功跟蹤到X射線的釋放，并第一次直接發(fā)現(xiàn)吸積盤上出現(xiàn)的磁場(chǎng)動(dòng)蕩以及由此所形成的10億度冕環(huán)。
黑洞是目前已知最致密的天體，一顆典型的恒星在耗盡自身攜帶的燃料后在引力作用下發(fā)生坍縮，質(zhì)量為20倍太陽質(zhì)量的恒星將會(huì)形成寬度不到120公里的黑洞。
