在我們約 7,800 光年遠的天鵝座裡，有一個最奇特的地方黑洞。 它被稱為 V404 Cygni，2015 年，當它從休眠狀態中醒來，在一周內吞噬一顆恆星的物質時，世界各地的望遠鏡都驚嘆不已。
這一事件提供瞭如此豐富的信息，以至於天文學家仍在對其進行分析。 他們剛剛發現了一個驚人的現象：相對論性噴流擺動得如此之快，以至於在短短幾分鐘內就可以看到方向的變化。
並且，當它們這樣做時，它們會噴出高速的等離子體雲。
“這是我遇到過的最非凡的黑洞系統之一，”天體物理學家詹姆斯·米勒·瓊斯說澳洲科廷大學國際電波天文研究中心（ICRAR）的教授。
V404 Cygni 是一個雙微類星體系統，由一個質量約為太陽九倍的黑洞和一顆伴星（一顆比太陽稍小的早期紅巨星）組成。
黑洞正慢慢吞噬紅巨星； 從恆星吸走的物質以吸積盤的形式繞著黑洞運行，有點像水繞著排水溝轉。 圓盤最近的區域極為緻密、熾熱，且輻射極強。 而且，當黑洞進食時，它可能會從其兩極噴出強大的等離子體噴流。
科學家們不知道噴射機產生背後的確切機制。 他們認為來自吸積盤最內緣的物質是沿著吸積盤漏斗狀流動。黑洞的磁力線，它充當同步加速器，在以極高的速度發射粒子之前對其進行加速。
但 V404 Cygni 的搖擺噴流在不同的時間、在如此快速變化的時間尺度上向不同的方向噴射，並且速度高達光速的 60%，是獨一無二的。
“我們認為物質盤和黑洞是錯位的，”米勒瓊斯說。 「這似乎導致圓盤的內部像旋轉的陀螺一樣搖晃，當它改變方向時，火焰會向不同的方向噴射。”
研究人員表示，這有點像是旋轉的陀螺，隨著速度減慢而開始搖晃。 旋轉體旋轉軸的這種變化稱為進動。 在這個特殊的例子中，我們有一個由阿爾伯特·愛因斯坦提供的方便的解釋。
在他的理論中廣義相對論，愛因斯坦預測了一種稱為幀拖曳。 當它旋轉時，旋轉黑洞的引力場非常強烈，以至於它基本上會拖曳時空。 （這是效果之一科學家希望在拍照時能觀察的黑暗.)
就天鵝座 V404 而言，吸積盤的直徑約為 1,000 萬公里（620 萬英里）。 黑洞旋轉軸與吸積盤的錯位使吸積盤的內部幾千公里發生了扭曲。
然後，框架拖曳效應會隨著黑洞的旋轉而拉動圓盤的扭曲部分，從而使噴射流向各個方向傾斜。 此外，吸積盤的內部部分像也會進動的實心甜甜圈一樣膨脹。
“這是我們能想到的唯一可以解釋我們在天鵝座 V404 中看到的快速進動的機制，”米勒瓊斯說。
它的速度如此之快，以至於射電望遠鏡用於空間成像的常用方法實際上毫無用處。 通常，這些設備依靠長時間曝光，一次觀察一個區域幾個小時，在天空中移動來追蹤目標。 但在這種情況下，此方法產生的影像太模糊而無法使用。
因此，團隊必須使用不同的方法，拍攝 103 張曝光時間僅為 70 秒的獨立影像，然後將它們拼接在一起製作出一部影片 - 果然，出現了搖搖晃晃的時空噴流。
“我們對這個系統中看到的東西感到驚訝——這完全出乎意料，”物理學家格雷格·西瓦科夫說阿爾伯塔大學的。
「首次發現這個天文數字加深了我們對如何黑洞星系的形成是可行的。 它告訴我們更多關於這個大問題的資訊：’我們是如何到達這裡的？
該研究發表於自然。
