即使按照天文学家的标准，黑洞也是很奇怪的东西。它们的质量如此之大，以至于它们周围的空间如此紧密地弯曲，以至于任何东西都无法逃脱，即使是光本身。

然而，尽管黑洞是出了名的黑，有些黑洞还是很明显的。这些星系真空吞噬的气体和恒星在单向进入黑洞之前被吸进一个发光的圆盘，这些圆盘比整个星系更亮。

更奇怪的是，这些黑洞会闪烁。发光圆盘的亮度每天都在波动，没有人能完全确定原因。

我们利用美国宇航局的小行星防御计划，在5年的时间里观察了天空中5000多个增长最快的黑洞，试图理解这种闪烁发生的原因。在《自然天文学》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和磁场驱动的湍流。

巨大的star-eaters

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。

我们所在的银河系的中心就有一个这样的巨星，其质量约为400万个太阳。在大多数情况下，组成银河系其余部分(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。

然而，并非所有星系都如此平静。当星系对通过引力相互拉扯时，许多恒星可能会被拉得离星系黑洞太近。这对恒星来说是糟糕的结局:它们被撕裂并被吞噬。

我们相信，这一定发生在黑洞质量相当于10亿个太阳的星系中，因为我们无法想象它们是如何变得如此巨大的。它也可能发生在银河系过去。

黑洞还可以以一种更缓慢、更温和的方式进食:通过吸入被称为红巨星的老年恒星喷出的气体云。

喂食的时候

在我们的新研究中，我们仔细观察了宇宙中5000个增长最快的黑洞的进食过程。

在早期的研究中，我们发现了胃口最大的黑洞。去年，我们发现了一个黑洞，每秒钟吞噬一个地球的物质。2018年，我们发现了一种每48小时吃掉一整个太阳的生物。

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螺旋形成一个发光的“吸积盘”，其亮度足以超过整个星系。这些可见的进食黑洞被称为类星体。

大多数黑洞都离我们很远很远——太远了，我们看不到盘的任何细节。我们有一些黑洞周围吸积盘的图像，但它们只是在吸入一些宇宙气体，而不是在吞食恒星。 

位于银河系中心的人马座A*黑洞周围发光的吸积盘是在2022年拍摄的。图片来源:EHT合作

五年的黑洞闪烁

在我们的新工作中，我们使用了美国宇航局位于夏威夷的ATLAS望远镜的数据。如果天气允许，它每天晚上都会扫描整个天空，监测从外层黑暗中接近地球的小行星。

这些对整个天空的扫描也恰好为背景深处饥饿黑洞的发光提供了夜间记录。我们的团队为每个黑洞制作了一部五年的电影，展示了由吸积盘中沸腾的发光漩涡引起的亮度的日常变化。

这些黑洞的闪烁可以告诉我们一些关于吸积盘的事情。

1998年，天体物理学家史蒂文·巴尔布斯和约翰·霍利提出了“磁旋转不稳定性”理论，描述了磁场如何在圆盘中引起湍流。如果这是正确的想法，那么光盘应该发出规律的咝咝声。它们会以随机的模式闪烁，随着圆盘的轨道展开。较大的圆盘轨道较慢，闪烁缓慢，而较小的圆盘轨道较紧较快，闪烁较快。

但是，现实世界中的碟片能证明这么简单，没有任何进一步的复杂吗?(用“简单”一词来形容一个超高密度、失控的环境中的湍流是否恰当，这个环境中存在强烈的引力和磁场，而空间本身也弯曲到了破裂点，这可能是另一个问题。)

通过统计方法，我们测量了5000个圆盘发出的光随时间的闪烁。每一个的闪烁模式看起来都有些不同。

但当我们按照大小、亮度和颜色对它们进行分类时，我们开始看到有趣的图案。我们能够确定每个圆盘的轨道速度——一旦你设置时钟以圆盘的速度运行，所有的闪烁模式开始看起来相同。

这种普遍的行为确实被“磁旋转不稳定性”理论所预测。

这真令人欣慰!这意味着这些令人难以置信的大漩涡毕竟是“简单的”。

它开启了新的可能性。我们认为吸积盘之间剩下的细微差别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的差异，看看它们是否有辨别黑洞方向的线索。最终，我们未来对黑洞的测量可能会更加准确。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。