在早期宇宙中，物质会以光速的30%下落到超大质量黑洞。

图解：艺术家想象物质直接落入黑洞。

观测发现，有物质以大约30%的光速落入位于一个名为PG1211+143星系中心的黑洞。而且，它并没有像预期的那样落入一个越来越窄的轨道，而是直接一头扎进了中央。

这项研究由英国莱斯特大学的肯·庞德领导的研究小组完成，发表在《皇家天文学会月刊》上。这为天文学家理解黑洞周围物质开辟了思路。

几乎每个星系的中心都有超大质量的黑洞，其质量通常是太阳质量的数百万到数十亿倍。

图解：位于M87中心的超大质量黑洞，推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上第一张直接对黑洞观测的天文影像，由事件视界望远镜所拍摄，发表于2019年4月10日。

它们令人难以置信的密度意味着它们的体积相对较小，因此围绕它们的吸积盘中的气体和物质旋转得很快，无法直接落入其中。相反，那些物质以一个不断加速的轨道向内螺旋运动，变得又热又亮，并将引力能转化为天文学家可观测到的辐射。

图解：大麦哲伦云面前的黑洞（中心）的模拟视图。请注意引力透镜效应，从而产生两个放大，以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部，扭曲成一个弧形。

然而对于PG1211+143，庞德和他的团队的注意力被可能与黑洞旋转不一致的下落物质所吸引。与螺旋上升的气体和尘埃形成对比的是，他们发现它几乎没有任何旋转，而是直接向中心坠落。

图解：艺术家笔下的黑洞。

在其下降过程中，该物质的速度达到了光速的30%左右，即大约每秒10万公里。它是在大约20倍于黑洞大小的地方被探测到的——从天文学的角度来说，非常接近。

这些测量是使用欧洲航天局的xmm—-牛顿宇宙飞船来跟踪地球大小的物质团被拉向黑洞时实现的。在一天的时间里，该团队能够跟踪事件的进展，直到它最终消失在事件视界之外。

图解：质量达太阳10倍的黑洞之电脑模拟图

“我们用xmm -牛顿观测到的星系有一个4000万个太阳质量的黑洞，非常明亮，而且显然很大，”庞德解释说。

“事实上，大约15年前，我们探测到一股强风，表明这个洞正在被过度填充。虽然现在在许多活跃的星系中都发现了这样的风，但PG1211+143现在发现了另一个‘第一’，物质直接进入黑洞本身。”

基于他们的发现，并得到由英国大学联盟运行的专用天体物理学超级计算机DiRAC模拟的支持，天文学家们认为，物质直接向内坠是由于吸积盘与黑洞的旋转方向不一致。

由此产生的力将圆盘击碎成圆环，这些圆环相互碰撞，抵消了各自的旋转，使得气体直接向内下落。

虽然发表的观测结果只涉及到距离地球超过10亿光年的PG211+143，但天文学家们认为，这种“混沌吸积”现象在超大质量黑洞中可能很常见。他们认为，这可能会导致黑洞较慢的自旋，让它们吸收更多的物质，并以比预期更快的速度增长，这为宇宙早期超大质量黑洞的迅速崛起提供了一种解释。

黑洞是宇宙中的一个区域，它的引力加速度非常大，以至于任何粒子，甚至光之类的电磁辐射都无法逃脱。广义相对论预言，一个足够紧密的质量可以使时空变形而形成黑洞。无法逃脱区域的边界叫做视界。虽然事件视界对穿过它的物体的命运和环境有巨大的影响，但在局部可检测的特征中还没有证实这一猜测。在许多方面，黑洞就像一个理想的黑体，因为它不反射光。此外，弯曲时空中的量子场论预测，视界会发出霍金辐射，其频谱与温度与质量成反比的黑体相同。对于恒星质量的黑洞来说，这个温度大约是十亿分之一开尔文，因此我们根本无法观测。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. BEN LEWIS- cosmosmagazine

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