研究人员发现，无论大小如何，黑洞都能在其进食周期的同一关键阶段发射喷流。这包括质量约为太阳十倍的“恒星级”黑洞，以及质量重达数百万倍的超大质量黑洞。
这项工作由高等研究院自然科学学院的 Martin A. 和 Helen Chooljian 成员（2025-30）Andrew Mummery，以及位于西澳大利亚科廷大学国际射电天文学研究中心的 Forrest 研究基金会研究员 Adelle Goodwin 共同完成。
观测黑洞撕裂恒星
这项研究发表在《自然·天文学》（Nature Astronomy）上，标题为“黑洞喷流形成的普适临界吸积率”，汇集了多年来在多个波长上的观测结果。研究人员结合了来自美国、澳大利亚、印度、南非以及太空望远镜的数据。
他们的重点是潮汐瓦解事件，这类事件发生在恒星过于靠近超大质量黑洞，以至于强大的引力将其撕裂时。这些事件为研究团队提供了一个难得的机会，以观察黑洞在突然获得大量恒星物质后的行为。
“我们真的很想解开这个巨大的谜团，”Mummery 说，“为什么有些超大质量黑洞在撕碎恒星后立刻喷射出射电喷流，而另一些却只是待在那里，看起来完全处于休眠状态，直到几个月甚至几年后才突然启动它们的喷流？”
黑洞常被比作宇宙吸尘器，但它们的进食行为要混乱得多。“当黑洞撕裂恒星时，它并不会把所有东西都干净利落地吞下去，”Goodwin 表示。
一些恒星物质落向黑洞，而其中很大一部分会通过强大的外流被猛烈地喷射到太空中。这些巨大的宇宙“打嗝”可以将物质带到极远的距离，并显著影响其所在星系的演化。
研究超大质量黑洞的更快方法
天文学家长期以来一直怀疑，即使黑洞的质量差异巨大，它们也遵循相同的基本物理规律。由于超大质量黑洞周围的变化通常需要数千年甚至数百万年才能展现出来，证实这一想法一直很困难。
潮汐瓦解事件为解决这一问题提供了一种方法。当恒星被摧毁时，超大质量黑洞周围随之产生的进食过程只需几年时间就能演化完成。这为科学家们提供了一个更快的视角，去观察那些原本极难实时追踪的过程。
这项新研究背后的关键见解是在一个意想不到的场合产生的。在马德里举行的一次天体物理学会议期间，Mummery 和 Goodwin 在一家酒吧交谈时，意识到已知支配较小黑洞产生喷流的同一规律可能也适用于超大质量黑洞。
黑洞喷流的两个不同阶段
为了验证这一想法，研究人员利用光学、紫外线、X射线和射电波段的观测数据，检查了二十次潮汐瓦解事件。
他们最终将样本缩小到十个高质量事件，对于这些事件，他们能够可靠地确定黑洞的进食速率及其射电外流的时间。
分析揭示了喷流可以形成的两个不同时期。
第一个时期发生得较早，此时黑洞正以极高的速率消耗物质。第二个时期则出现得晚得多，在恒星最初被撕裂后的数百到数千天之后。
在较晚的阶段，黑洞的进食速率降至其爱丁顿极限的约百分之二，爱丁顿极限是指向外的辐射压力与向内的引力相平衡的点。
这个百分之二的阈值尤为重要，因为已知它会触发银河系内小得多的黑洞的喷流形成。在超大质量黑洞中发现相同的阈值表明，黑洞物理学的这一部分在质量跨度极大的范围内基本上是以相同方式运作的。
预测黑洞何时喷发
这一发现对天文学家来说也可能具有实用价值。
如果研究人员能够预测黑洞何时可能产生延迟喷流，他们就可以更高效地安排观测，并增加在发生时捕捉到这些短暂事件的机会。
这可以更好地利用需求量极大的望远镜，并减少在预计几乎没有活动时进行的观测次数。
预测这些喷发的能力对于未来的主要天文台可能变得特别有用，包括预计将于2028年开始收集科学数据的平方公里阵列射电望远镜项目。
“我们希望我们的工作能为关于宇宙更深刻的发现铺平道路，”Mummery 说。