黑洞风以30%光速穿过太空，这是紫外线中有史以来最快的速度
类星体的艺术家想象。中心的黑点代表类星体中心的超大质量黑洞。环绕黑洞的红黄螺旋显示了热气体盘状坠入黑洞。部分气体以类星体风的形式喷射出来，风以浅蓝色显示。显示的圆盘大小与我们太阳系的大小相当。图片来源：NASA/CXC/M. Weiss，纳克斯·特伦尔，努尔滕·菲利兹·阿克
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻（穆罕默德·图欣）：在一个遥远的超大质量黑洞周围，探测到气体以近三分之一光速向外奔涌，创下了紫外观测的新纪录。这颗在类星体J2318中发现的非凡外流，迫使天文学家重新思考强烈辐射如何在保持原子特征的同时加速物质。
在远处类星体的光线中隐藏着某种异常的东西。乍一看，J2318似乎只是宇宙中无数超大质量黑洞驱动天体中的一个。但仔细观察发现了一个惊人的现象：一股以光速30%向地球移动的风，使其成为有史以来在紫外波段发现的最快类星体风。
这一由约克大学研究人员领导并发表在《天体物理学杂志》上的发现，为超大质量黑洞周围一些最具能量的过程带来了新的认识。
一个典型的黑洞，伴随着异常的风
J2318中心坐落着一个质量约为17亿太阳的黑洞。虽然巨大，但这对类星体来说并不罕见。
J2318的独特之处在于气体流离黑洞周围区域的速度。
研究人员称，风速达到光速的30%，创下紫外线探测到的风速纪录。主要作者卢卡斯·西顿将这一现象比作一场极其强大的飓风，称其速度相当于假设中的“79级”飓风——这一比较旨在说明其外流的极端程度，远超地球上经历的任何飓风。
该类星体位于飞马座的大方形区域，由一个巨大的热气体盘螺旋进入中央黑洞提供动力。
类星体如何发射强劲的风
几十年来，天文学家一直知道大型星系中心存在超大质量黑洞。当物质向内下落时，形成一个炽热、明亮的盘面，称为类星体。
这些盘子发出极其巨大的光——足以在整个可观测宇宙中被看到。这种辐射还能将气体推离黑洞。
与地球上的风由大气压力差驱动不同，类星体风至少部分由光子推动，光子本身就是光子。
当光子被气体中的原子吸收或散射时，它们传递动量。在类星体中，光子数量庞大，这些微小的推动可以积累并加速气体达到惊人的速度。
J2318新发现的溢流显示了这一过程在极端水平下运行。
科学谜题浮现
这一发现不仅仅是创造了速度纪录。这也凸显了天文学家理解这些风如何运作的一个重大挑战。
加速气体的强烈辐射也能剥离原子中的电子。如果移除过多电子，重要的原子特征会从观测中消失。
然而，在J2318，研究人员在观测极快的风时仍探测到了碳和硅等元素的离子。
这就产生了一个谜题：辐射如何能将气体推向如此极端的速度，同时保持天文学家仍能观测到的原子态？
答案尚不明确，这使得J2318成为未来研究的重要目标。
这一发现始于学生主导的观测
这场破纪录的风是利用斯隆数字巡天（SDSS）两个组成部分的数据发现的，SDSS是自1998年以来长期开展的国际项目，负责绘制宇宙图。
研究生玛丽安娜·维尔特里于2023年在约克大学读本科时首次发现了该类星体的潜在有趣性。在使用本科生朱泽洲开发的软件检查该天体后，约克教授帕特里克·霍尔意识到类星体似乎拥有异常快速的流出。
为了验证这一发现，团队迅速从夏威夷的弗雷德里克·C·吉列特双子座望远镜（双子座北方）获得了观测数据。这些观测证实了风速的破纪录。
该项目还强调了本科生研究人员在现代天文学中日益增长的角色。霍尔指出，像SDSS这样的调查使学生能够查看大量光谱数据，识别那些可能被忽视的异常天体。
二十年数据揭示了隐风
研究中最引人注目的发现之一是，J2318并非因为亮度的剧烈变化而突出。
Veltri汇集了跨越20年的多次巡天测量数据，始于最初的SDSS观测。这些记录显示，该类星体的亮度变化与许多其他类星体无异。
这种非凡的风只有通过对物体光谱的详细分析才能显现——光线分解成不同波长。
合著者莉莉安娜·弗洛雷斯进一步研究了光谱中的吸收特征，发现吸收的光量随时间变化。这种变异表明风内部的条件正在演变。
星系演化的线索
研究人员认为，这些极端的外流可能在黑洞的直接环境之外发挥重要作用。
根据研究合著者保拉·罗德里格斯·伊达尔戈的说法，这些风携带着巨大的能量，可能有助于将星系中心黑洞附近的活动与银河系其他区域的过程联系起来。
这种联系，通常称为反馈，长期以来已被纳入星系形成的模拟中。然而，观测证据仍不完整，像J2318这样的发现为测试和完善理论模型提供了宝贵机会。
团队目前正在继续寻找类似强大的类星体风，覆盖近距离和远方宇宙区域。
为什么这很重要
J2318创纪录的紫外线风的发现，为我们提供了一个罕见的宇宙极端环境之一的一瞥。通过揭示气体以光速30%运动，这一发现挑战了天文学家解释辐射如何高效加速物质，同时保留观测中可见的原子特征。
除了创造新的速度纪录外，类星体还为研究超大质量黑洞如何影响其宿主星系提供了重要的实验室。理解这些强力外流有助于研究人员更好地解释星系的长期演化，并改进用于模拟宇宙本身的模拟。
研究详情
Lucas M. Seaton 等，《速度与激情家族的新成员：发光类星体中的相对论和时间变化紫外流》，《天体物理学杂志》（2026年）。DOI：10.3847/1538-4357/ae5f94
