黑洞不仅是引力井,也是宇宙中的“加速器”。
靠近黑洞时,强大的时空弯曲使物质获得剧烈的引力加速度,潮汐力可以撕裂恒星,碎片在吸积盘中以接近光速旋转。
吸积盘中的磁场将角动量和能量耦合,部分物质被沿轴向抛射形成高速喷流,喷流中的粒子能被加速到相对论能量。
对于旋转(Kerr)黑洞,拖曳效应和能量提取机制(如彭罗斯过程)以及Blandford–Znajek机制,能把黑洞自旋能转化为动能并推动喷流。
观测上,类星体、射电星系和活动星系核的强烈喷流,以及Event Horizon Telescope对黑洞近场的成像,都支持黑洞驱动极端加速的图景。
数值相对论和磁流体动力学模拟正在揭示喷流形成、稳定与粒子加速的细节,同时评估黑洞喷流作为超高能宇宙射线来源的可能性。
黑洞加速不仅关乎能量输运和宇宙结构形成,也为检验广义相对论、高能粒子物理与磁流体过程提供了天然实验室。
随着多信使观测与更高分辨率成像的发展,我们对这些极端加速现象的理解将持续“加速”。