黑洞是奇异的东西，即使以天文学家的标准来看也是如此。它们的质量如此之大，以至于它们周围的空间弯曲得如此之紧，以至于任何东西都无法逃脱，甚至连光本身也无法逃脱。
然而，尽管它们以黑暗着称，但一些黑洞还是非常明显的。这些星系真空所吞噬的气体和恒星在它们单程进入黑洞之前被吸入一个发光的圆盘中，这些圆盘可以比整个星系更亮。
更奇怪的是，这些黑洞闪烁。发光圆盘的亮度每天都在波动，没有人完全确定原因。
我们借助 NASA 的小行星防御工作，观察了 5,000 多个速度最快的-在天空中生长了五年的黑洞，试图理解为什么会出现这种闪烁。在 Nature Astronomy 的一篇新论文中，我们报告了我们的答案：一种由摩擦和强烈的引力场和磁场驱动的湍流。
巨大的食星体
我们研究超大质量黑洞，这种黑洞位于星系中心，质量相当于数百万或数十亿个太阳。
我们自己的星系，银河系，其中心有这些巨星之一，其质量约为 400 万个太阳。在大多数情况下，构成银河系其余部分（包括我们的太阳）的大约 2000 亿颗恒星愉快地围绕中心的黑洞运行。
黑洞里面是什么？
黑洞不是'它们有时被认为是宇宙真空吸尘器，但研究它们非常有趣。
但是，并非所有星系都如此平静。当成对的星系通过引力相互拉扯时，许多恒星最终可能会被拉得太靠近它们星系的黑洞。这对恒星来说是一个糟糕的结局：它们被撕裂并被吞噬。
我们相信这一定发生在黑洞重达十亿个太阳的星系中，因为我们可以想象一下它们怎么会长得这么大。它也可能在过去的银河系中发生过。
黑洞也可以以更慢、更温和的方式进食：通过吸入已知的老年恒星吹出的气体云作为红巨星。
进给时间
在我们的新研究中，我们仔细观察了宇宙中 5,000 个增长最快的黑洞的进食过程。
在早期的研究中，我们发现了食欲最旺盛的黑洞。去年，我们发现了一个黑洞，它每秒吞噬相当于地球数量的物质。 2018 年，我们发现了一种每 48 小时吃掉整个太阳的食物。
但我们对它们的实际进食行为有很多疑问。我们知道物质在进入黑洞的过程中会盘旋成一个发光的“吸积盘”，它的亮度足以让整个星系都黯然失色。这些肉眼可见的黑洞被称为类星体。
这些黑洞中的大多数都离我们很远很远——我们看不到圆盘的任何细节。我们有一些附近黑洞周围的吸积盘图像，但它们只是在呼吸一些宇宙气体，而不是在享用恒星。
闪烁黑洞的五年
在我们的新工作中，我们使用了位于夏威夷的 NASA ATLAS 望远镜的数据。它每天晚上（如果天气允许）扫描整个天空，监测从外部黑暗中接近地球的小行星。
这些全天扫描也恰好提供了夜间发光的记录饥饿的黑洞，在背景深处。我们的团队将这些黑洞中的每一个都制作了一部为期五年的电影，展示了由吸积盘冒泡和沸腾的发光漩涡引起的日常亮度变化。
这些黑洞的闪烁可以告诉我们一些关于吸积盘的信息。
是黑洞时间机器？
黑洞形成了自然的时间机器，可以穿越到过去和未来——但要注意“意大利面条化”。
1998 年，天体物理学家 Steven Balbus 和 John Hawley 提出了一种“磁旋转不稳定性”理论，该理论认为描述了磁场如何在圆盘中引起湍流。如果这是正确的想法，那么圆盘应该以规则的模式发出嘶嘶声。它们会以随圆盘轨道展开的随机模式闪烁。较大的圆盘轨道运行得更慢，闪烁缓慢，而在更小的圆盘中更紧密和更快的轨道闪烁得更快。
但是现实世界中的圆盘会证明这么简单，没有任何进一步的复杂性？ （在空间本身弯曲到临界点的强烈引力和磁场中，超密集、失控的环境中，“简单”是否是湍流的正确词可能是一个单独的问题。）
< p class="_39n3n">使用统计方法，我们测量了 5,000 个光盘发出的光随时间闪烁的程度。每个闪烁的模式看起来都有些不同。但是当我们按照大小、亮度和颜色对它们进行分类时，我们开始看到有趣的模式。我们能够确定每个圆盘的轨道速度 — 一旦您将时钟设置为以圆盘的速度运行，所有闪烁的模式开始看起来都一样。
这种普遍行为确实是由“磁旋转不稳定性”理论预测的。
这令人欣慰！这意味着这些令人难以置信的漩涡毕竟是“简单的”。
它开辟了新的可能性。我们认为吸积盘之间存在剩余的细微差异是因为我们从不同的方向观察它们。
下一步是更仔细地检查这些细微差异，看看它们是否包含线索辨别黑洞的方向。最终，我们未来对黑洞的测量可能会更加准确。
Christian Wolf 是澳大利亚国立大学天文学和天体物理学副教授。这篇文章首次出现在 The Conversation 上。
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