三分鐘談科普
黑洞真的會“吃掉”嗎？這是乙個有趣的問題，也是許多人對黑洞的好奇心之一。 黑洞是一種極端的天體，其引力非常強大，甚至連光都無法逃脫。 黑洞可以通過吞噬周圍的物質來增加它們的質量和大小，這一過程被稱為吸積。 那麼，黑洞是否有限制，超過這個限制，它們就不能再吞噬物質了呢？
答案是：是和否。 這取決於我們如何定義黑洞的“進食和持有”。 如果我們只考慮黑洞的質量和大小，那麼黑洞就沒有上限，只要有足夠的物質供它吞噬，它就可以無限增長。 但是，如果我們考慮黑洞的吸積率，即它每秒吞噬的物質質量，那麼黑洞就有乙個極限，這個極限被稱為愛丁頓極限。這個極限是英國天文學家愛丁頓在2024年代提出的，他發現當黑洞的吸積率達到一定值時，黑洞周圍的物質就會被黑洞發出的強烈輻射壓力帶走，從而阻止黑洞繼續吞噬。 這樣，黑洞的吸積率就會達到平衡，不會再增加。 這個平衡就是愛丁頓極限。
那麼，什麼是愛丁頓極限？根據愛丁頓的計算，對於乙個太陽質量的黑洞，它的愛丁頓極限約為每秒1,018克物質，相當於每秒1,6000克地球。 這可能看起來很多，但對於黑洞來說實際上很小。 因為黑洞的質量越大，它的愛丁頓極限就越高，它能吞噬的物質就越多。 例如，對於銀河系中心的超大質量黑洞，其愛丁頓極限可以達到每秒1,030克物質，相當於每秒1,2000個太陽。 這樣一來，黑洞的質量就可以迅速增長，甚至超過它周圍的物質**。
那麼，有沒有辦法讓黑洞超越愛丁頓極限呢？答案是：是的，但這很難。 一種可能的方法是，如果黑洞周圍的物質以極高的速度旋轉，那麼它可以形成一種稱為磁性監獄圓盤結構。 這個圓盤是由黑洞的磁場和物質的離心力共同作用形成的，可以抵抗黑洞的輻射壓力，使物質更容易被黑洞吞噬。 這樣一來，黑洞的吸積率就可以超過其愛丁頓極限，甚至達到愛丁頓極限的幾倍。 在這種情況下，黑洞可以說是“吃掉了”。
磁性俘虜盤是一種非常特殊的吸積盤，它的存在一直是天文學家的猜想，但沒有直接的觀測證據。 直到最近，由中國科學家領導的國際團隊首次揭示了黑洞吸積流中的磁場傳輸過程和磁阱盤的形成，這是乙個重大突破。 他們利用了中國的哈爾濱射電望遠鏡和美式最大基線干涉儀，對距離地球約8000光年的黑洞系統進行高解像度觀測，發現了磁阱盤的特徵訊號，證實了磁阱盤的存在。 研究成果發表在《科學》雜誌上，受到國際學術界的廣泛關注。
這項研究不僅為我們理解黑洞的吸積機制提供了新的視角，也為我們探索黑洞的極限狀態提供了新的途徑。 黑洞是宇宙中最神秘的物體之一，關於它們還有很多東西有待發現。 我們期待更多的科學家和科普作家，能給我們帶來更多關於黑洞的知識和興趣。