黑洞并非只是吞噬物质的深渊,也是宇宙中最强大的加速器之一。
落入黑洞的物质在吸积盘内由于巨大的重力势能被加热并形成强磁场,这些磁场缠绕并将角动量与能量沿极轴释放,形成相对论性喷流。
Blandford–Znajek等机制描述了自旋黑洞通过磁场将旋转能提取出来,驱动喷流使带电粒子被加速到接近光速。
吸积盘内的湍流、冲击与费米加速过程也能把粒子反复弹射,产生高能宇宙射线和伽玛射线。
观测上,射电、X射线和伽玛射线的时变亮度、光谱与极化信息为加速过程提供线索。
除此之外,在黑洞合并或三体相互作用中,重力弹弓与不对称引力波辐射可给予黑洞本身“踢”动,使其获得数百至数千公里每秒的速度,影响宿主星系核的演化。
研究黑洞加速不仅有助于理解极端等离子体物理和相对论性磁流体动力学,也为解释高能天体物理现象及星系能量反馈机制提供关键视角。
未来更高分辨率的射电干涉、X/伽玛望远镜与多信使观测将进一步揭示这些宇宙加速器的内部细节。