天文学家首次测量了距地球 7,200 光年的天鹅座 X-1 双星系统喷出的喷射流的瞬时功率。数据显示，其产生的能量相当于近万个太阳，速度接近每小时5.4亿公里，约为光速的一半。这项研究由牛津大学的 Steve Prabu 领导，使用了国际望远镜网络 18 年的高分辨率射电观测数据。
直接功率测量的进步
该团队能够根据图像中捕获的结构中观察到的曲率程度来计算射流的功率。无线电观测与计算机建模相结合，可以实时记录喷气机活动，而不是基于数千年来计算的历史平均值。在这项工作之前，只能使用考虑很长时间尺度的间接方法来推断喷气动力。
科学家们重点研究喷流如何与围绕黑洞运行的蓝色超巨星产生的强烈星风相互作用。这些气流并不是沿直线移动，它们似乎是弯曲的，并且由于伴星风产生的压力而发生位移。普拉布将它们称为“跳舞的喷流”，因为它们是由动态恒星环境引起的振荡运动。
天鹅座 X-1 及其在天文学史上的地位
天鹅座X-1在天文学中占有特殊的地位，因为它是第一个被科学界广泛接受的候选黑洞。该系统于 20 世纪 60 年代被发现，至今仍是银河系中研究最多的系统之一。与银河系中心发现的超大质量黑洞相比，该黑洞相对较小，但它仍然高度活跃，因为它不断从伴星中吸取气体。
这种物质为黑洞周围的吸积过程提供燃料，并有助于高能喷流的形成。黑洞为它的同伴提供了喂养它的机会，在两个物体相互绕行时在它们之间创造了持续的交换。研究人员还发现，当物质落向黑洞时，释放的能量约有百分之十被喷流消散。
对理解宇宙的影响
- 来自黑洞的喷流产生冲击波，影响远距离的宇宙结构。
- 这些流动提供了黑洞与其周围环境之间的动力学反馈。
- 如果没有这种能量注入，星系形成模型就无法重现观察到的特性。
- 对于研究致密天体的天文学家来说，测量直接功率代表着技术进步。
发表在《自然天文学》杂志上的观察结果可以帮助科学家更好地了解黑洞喷流在宇宙中发挥的更广泛的作用。研究作者表示，向周围环境注入能量对于宇宙学模型的正常运行至关重要。直接测量喷射功率，而不是在很长一段时间内对其进行平均，代表了一项重大的技术进步。
未来研究展望
研究小组指出，更详细地研究这些喷流可以提高对黑洞如何与其周围环境相互作用的理解。普拉布表示，他希望在未来的研究中将类似的技术应用于其他黑洞系统，完善计算模型并研究功率随时间的变化。这项工作是在普拉布隶属于澳大利亚科廷大学时开始的，涉及研究人员的国际合作。 2016 年的详细观测揭示了天鹅座 X-1 在整个轨道周期内不断演化的喷流，提供了数十年来引起天文学家兴趣的现象的视觉记录。