黑洞不仅吞噬周围物质,也能成为宇宙中最强大的加速器。
靠近快速自转黑洞的吸积盘在强磁场与时空拖曳作用下,将等离子体沿旋转轴挤压并形成窄而稳定的双向喷流,喷流内的带电粒子可被加速到接近光速。
能量提取的通道包括彭罗斯过程、Blandford–Znajek机制以及磁场重联,这些机制把黑洞自旋或磁能转化为动能和高能辐射,驱动活动星系核与伽马射线暴的极高能输出。
观测上,射电到伽马射线的多波段辐射、细长的射流结构以及被追踪到源头的超高能宇宙射线,都是黑洞加速活动的证据。
研究黑洞加速不仅有助于测量黑洞自转率与磁场结构,还为检验广义相对论在强引力场中的预测、理解等离子体物理和粒子加速机制提供重要线索。
随着射电、X射线、中微子与引力波等多信使观测的推进,我们对黑洞如何在微观与宏观尺度上驱动宇宙高能现象的认识将更加全面。