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星系角動量新發現:M87黑洞噴流“共舞”,宇宙奧秘類比擰毛巾更易懂

   時間:2025-09-26 13:25:52 來源:快訊編輯:快訊 IP:北京 發表評論無障礙通道
 

當云南大學的研究團隊公布關于M87黑洞的最新觀測成果時,天文學界掀起了一場關于角動量本質的新討論。這項持續十余年的研究,不僅捕捉到黑洞噴流每11年一次的周期性擺動,更首次揭示了噴流根部呈現彎曲形態的驚人細節——這一現象與吸積盤的旋轉方向形成復雜耦合,仿佛宇宙中存在某種無形的“雙手”,正在以獨特方式“擰動”著星系級的天體結構。

研究畫面中,M87黑洞周圍的吸積盤如同發光的圓盤,邊緣處延伸出的彎曲噴流恰似被擰轉的綢帶。這種形態讓科學家聯想到日常生活中的擰毛巾場景:當雙手反向旋轉濕毛巾時,水流會沿著扭轉方向噴射而出。在黑洞系統中,吸積盤內的氣體同樣被引力束縛形成旋轉,而多余的角動量則通過噴流這一“宇宙排水口”向外釋放,其彎曲軌跡正是旋轉方向與引力場共同作用的結果。

角動量分配問題曾讓天文學家爭論數十年。上海天文臺早前研究指出,暗物質暈的質量差異會導致旋轉軸出現90度偏轉——輕質結構沿宇宙纖維方向旋轉,重質結構則呈現橫向運動。但另一派觀測數據卻顯示旋轉方向毫無規律,這種矛盾猶如爭論毛巾該順時針還是逆時針擰轉的辯論,始終缺乏定論。M87的觀測結果首次為這場爭論提供了實證:吸積盤氣體的運動軌跡清晰展示了角動量如何通過噴流實現有序轉移。

這種機制與銀河系演化存在奇妙呼應。此前對銀河系銀暈的研究發現,恒星旋轉能量部分源于被吞噬的小星系,部分來自中心棒狀結構的引力彈射。而M87的發現進一步證明,無論是星系整體還是黑洞周邊,旋轉能量的傳遞都深受環境影響。就像擰毛巾時,手部用力方式、毛巾含水量等因素會改變水流方向,宇宙中的引力場、暗物質分布等條件也在持續塑造天體的旋轉特征。

銀河系外圍的小星系群呈現出的異常規律性,為這種理論提供了意外佐證。這些小星系大多在固定平面內保持相近旋轉方向,按照標準宇宙模型,這種高度有序的排列概率不足1%。這種反常現象恰似擰毛巾時某些纖維特別“聽話”地朝同一方向扭轉,暗示著宇宙中可能存在尚未被完全理解的角動量分配機制。

天文學家逐漸意識到,類比思維在探索宇宙規律時具有獨特價值。當直接觀測難以觸及數十億光年外的天體時,日常經驗中的物理現象——從陀螺儀的穩定旋轉到甩動濕發時形成的拋物線——都能成為理解復雜宇宙過程的鑰匙。M87黑洞的研究表明,那些看似遙遠的宇宙現象,或許就隱藏在人類最熟悉的物理直覺之中。

 
 
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