质量黑洞|并非都是“破坏大王” 哈勃发现有些黑洞可促进恒星形成( 二 )

黑洞吸积周围气体物质形成吸积盘。吸积盘上，相对中心黑洞不同距离处的物质绕转速度不同，这些物质通过较差转动（在不同半径以不同的角速度绕黑洞旋转）释放引力势能并加热气体形成热等离子体，热等离子体会产生辐射。
雷卫华说，黑洞除了吸积物质，黑洞吸积盘系统也会向外抛射等离子体，产生喷流或外流，这些现象在活动星系核和微类星体中非常普遍。
喷流或外流的形成机制主要有以下3种：低吸积率吸积盘无法有效通过辐射光子来冷却，炽热的吸积盘会向外抛射等离子体形成盘风（外流）；如果吸积盘存在极强有序磁场，盘上等离子体通过磁力线向外抛射形成外流或喷流；旋转黑洞可通过周围有序磁场提取黑洞的转动能，以加速周围等离子体形成沿着黑洞两极方向准直的喷流。
“Henize 2-10中心黑洞产生外流的机制可能是其中某一种，具体是上述哪种机制主导，现在仍然不清楚。 ”雷卫华表示。
此前研究中，黑洞系统产生的喷流或外流的速度非常接近光速，喷流、外流扫过的气体会被加热，在其路径上的气体会被驱散，这些效应显然不利于恒星形成。因此，科学家通常认为黑洞喷流、外流会抑制恒星形成，至少对活动星系而言是如此。
而Henize 2-10作为矮星系，其中心黑洞产生外流的速度非常低，大约每秒几百公里，相对光速而言非常慢，与气体作用时也并未显著加热气体，反而其外流通过压缩气体，直接产生了触发恒星形成的效应。基于此，哈勃太空望远镜观察到Henize 2-10双向外流直接延伸至恒星形成区。
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种子黑洞的两种可能来源
2019年4月10日， “事件视界望远镜”合作组公布了人类首张黑洞照片，通过黑洞阴影尺度，测量出M87这个距离地球5500万光年巨椭圆星系中心的黑洞质量约为65亿倍太阳质量。
华中科技大学物理学院教授雷卫华介绍，通常认为星系中心黑洞与星系应该是共同增长的关系。但根本问题在于，今天看到的星系中心超大质量黑洞，是在漫长的宇宙历程中通过种子黑洞不断并合或吸积物质生长而来的。
那么，最初的种子黑洞是什么？
目前，主流的种子黑洞模型包括“轻种子”和“重种子”两种。 “轻种子”黑洞来自恒星演化产物，即第一代恒星，其金属丰度极低，几乎全由氢和氦组成，可达到几百倍太阳质量，寿命只有百万年，或坍缩形成100倍太阳质量左右的黑洞。 “重种子”黑洞则来自原始气体或星团直接塌缩，可达几千到数十万倍太阳质量。
雷卫华认为，通过Henize 2-10 ，可以一窥宇宙早期原始星系和种子黑洞活动的样子，帮助科学家更全面地理解黑洞反馈与星系演化的关系。采访人员吴纯新