有什么比黑洞更可怕的星球（这些云居然可以与黑洞共存）

简介：利用计算机模拟物质团运动，科学家们对“黑洞周围的物质团外围要比内缘温度高”做出初步解释：内缘高密度物质碰撞致使升温，高温粒子向外逃逸，冷却物质向内沉降导致内冷外热。

在浩瀚宇宙的阴影中，所有潜伏的宇宙生物里，也许没有一种生物能像黑洞那样难以捉摸，可怕和无情。

没有什么能逃过黑洞的强大控制力，甚至连光也不能。大量的物质被挤在一个狭小的空间里，并具有吞噬周围气体和灰尘的引力。

然而，在黑洞附近已经观察到大规模的宇宙云，这些宇宙云没有受到伤害。到目前为止，科学家们一直不确定它们的起源，也不确定它们是如何冷到可以和黑洞在一起。但是一项新的研究可能刚刚揭开了这对不可能的组合背后的秘密。

这项研究发表在《天体物理学杂志》上，可以帮助改善天文学家对黑洞及其周围环境的观察。

什么是宇宙云？

存在于深空的云与我们在白天的天空中看到的云不同。宇宙云不是由水蒸气形成的，而是由密集的、结块的气体组成的，可以延伸到地球与离我们太阳最近的恒星半人马座之间的距离，存在于超过4光年之外的地方。

图解：艺术家对位于星系中心的黑洞的描述，周围是丛生的云层。图源：Nima Abkenar

天文学家一直在观察星系中心一些更巨大的黑洞附近的巨大的云团，但并不真正了解它们是如何形成的。

为了帮助解决这个谜团，这项新研究背后的研究小组创建了一个计算机模型，模拟黑洞的气体外流现象 。

随着气体和尘埃等物质落入黑洞，一些气体也会向外流动，离开星系中心。银河系中心附近区域的能量往往是很高的，当黑洞用其引力将它们拉入时，所有在黑洞周围移动的粒子都会产生热气。

这些云开始时很小，之后会在超过1个parsec（约19万亿英里）的地方大规模增长，并以每小时约2000万英里的速度移动。

但是，这种气体流动并不像科学家预期的那样平滑。相反，这些气体形成了结块的云。如果气体流动的速度足够快，那么它就不会降温到足以形成团块。

这项新研究背后的作者之一，拉斯维加斯内华达大学的天体物理学家Daniel Proga，他将其比作等待上高速路匝道的汽车。他在一份声明中这样描述："每隔一段时间，你就会有一群汽车，"。

为了解释这些云，这项新研究研究人员提出，因为气体周围的密度在外围稍低，这导致它比更远处的气体升温更快。据美国宇航局称，其结果类似于使热气球漂浮的浮力，气球内加热的空气比外面较冷的空气轻，而密度的差异使气球上升。

"这项工作很重要，因为天文学家总是需要把云放在一个特定的位置和速度，以适应我们从[活动星系核]看到的观察结果，"内华达大学的博士生、该研究的主要作者Randall Dannen在一份声明中说。"他们往往不关心云层是如何形成的具体情况，而我们的工作为这些云层的形成提供了一个潜在的解释。"

研究人员要进一步研究这些宇宙云，希望能找出云层移动如此之快的原因。

摘要：在活动星系核（AGN）中，可能驱动质量外流的主要机制之一是热驱动。电离和加热等离子体的X射线也会使其热不稳定。事实上，观察到的AGN风中的团块是由热不稳定性（TI）造成的。虽然许多采用AGN外流的随时间变化的数值模拟的研究已经包括了TI的必要物理学，但目前为止，还没有一个研究能够产生结块现象。

我们在这提出了第一个这样的一维和二维的结块风模拟，通过模拟被AGN照射的准星系尺度的外流而得到的。通过对广泛的参数调查和物理论证的分析，我们发现，以前的数值模型中缺乏结块的现象可以归因于以下三种影响。

1.没有足够的辐射加热或其他物理过程阻止流出的气体进入TI区；2.在气体进入TI区的情况下，拉伸的稳定效应（由于快速的径向加速）；3. 流速效应：在拉伸效率不高的情况下，流速仍然可以很快地通过TI区，使扰动增长太快。除了这些，我们还发现，在外流中触发TI需要一个必要条件，那就是：一旦气体进入TI区，压力电离参数将沿流线下降。

BY: inverse

FY: 秋白

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