相對論性噴流簡介
相對論性噴流(英文:Relativistic jet)是來自某些活動星系、射電星系或類星體中心的強度非常強的電漿噴流。這種噴流的長度可達幾千甚至數十萬光年。現在一般認為相對論性噴流的直接成因是中心星體吸積盤表面的磁場沿著星體自轉軸的方向扭曲並向外發射,因而當條件允許時在吸積盤的兩個表面都會形成向外發射的噴流。如果噴流的方向恰巧和星體與地球的連線一致,由於是相對論性粒子束,噴流的亮度會因而發生改變。目前在科學界相對論性噴流的形成機制[和物理成分仍然是個有爭議的話題,不過一般認為噴流是電中性的,其由電子、正電子和質子按一定比例組成。一般還認為相對論性噴流的形成是解釋伽瑪射線暴成因的關鍵。這些噴流具有的洛倫茲因子可達大約100,是已知的速度最快的天體之一。類似的較小尺寸的相對論性噴流可由中子星或恆星質量黑洞的吸積盤而產生,這類系統經常被稱作微類星體。一個著名的例子是SS433,其經過周密觀測得到的相對論性噴流速度達到了光速的0.23倍,而大多數微類星體可能具有比這高得多的噴流速度(這一點還沒有被更多的周密觀測所證實)。其他更小尺寸以及速度更低的噴流可以在很多雙星系統中通過加速機制形成,這種加速機制可能和已觀測到的地球磁圈與太陽風之間的磁重連線過程相類似。
“黑洞不黑”之相對論性噴流
由於形成這樣的相對論性噴流需要非常巨大的能量,某些噴流被認為是由鏇轉黑洞對其加速而形成的。當前有兩種不同的解釋來描述這種由黑洞至噴流的能量傳遞過程:Blandford-Znajek過程:
這是目前最廣為接受的從中心黑洞抽取能量的理論:吸積盤附近的磁場被自轉的黑洞拖拽,當磁力線聚集起來時相對論性粒子加速後被發射出去。彭羅斯機制:
羅傑·彭羅斯的理論認為,從中心黑洞抽取能量依靠的是廣義相對論中的參考系拖拽效應,這種理論其後被證實可以解釋相對論性粒子能量的抽取過程,從而成為了解釋相對論性噴流成因的機制之一。相對論性噴流拍攝年份
1989年2月由VLA射電望遠鏡拍攝的M87的無線電波段照片,M87是位於室女座的距地球五千萬光年的射電橢圓星系,不同顏色表示的是無線電波的能量密度分布;1998年2月由哈勃太空望遠鏡拍攝的M87的可見光波段照片,其相對論性噴流是由一個質量為三十億個太陽質量的超大質量黑洞產生的;
1989年2月由VLA射電望遠鏡拍攝的M87的無線電波段照片,M87是位於室女座的距地球五千萬光年的射電橢圓星系,不同顏色表示的是無線電波的能量密度分布;
1998年2月由哈勃太空望遠鏡拍攝的M87的可見光波段照片,其相對論性噴流是由一個質量為三十億個太陽質量的超大質量黑洞產生的;
1999年3月由VLBA射電望遠鏡拍攝的M87靠近中心黑洞的無線電照片,同樣的,不同顏色代表著不同區域內的能量密度分布,其中紅色區域的半徑大約為十分之一光年。