黑洞內側吸積盤「變形」導致噴流方向瞬變，與廣義相對論預言的效應有關
經過 26 年休眠，天鵝座 V404（V404 Cygni）黑洞於 2015 年醒來並開始進食，這次科學家從中發現了一些奇怪的事：黑洞噴流竟在 1 個小時內變換多個方向，意味該黑洞的內側吸積盤旋轉之快超乎想像，根據分析，這可能與廣義相對論預言的參考系拖曳效應有關。
天鵝座 V404（V404 Cygni）是由一個黑洞與一顆恆星組成的聯星系統（黑洞質量比太陽大 9 倍，正在蠶食它的伴星），距離地球約 7,800 光年遠，因在 1989 年帶來一場高能輻射爆炸而被發現，但之後便陷入沉睡，蟄伏長達 26 年，直到 2015 年才再度甦醒與覓食，並被歐洲太空總署研製的「國際伽瑪射線天體物理實驗室（INTEGRAL）」天文衛星、地面 10 台電波望遠鏡組成的超長基線陣列（VLBA）等，捕捉到明亮的高能伽馬射線、無線電爆發。
而這一次，國際電波天文研究中心（ICRAR）科學家發現了很少見過的黑洞噴流畫面。
一般來說，黑洞通常只沿著一個軸的兩個相反方向排出電漿噴流，且軸的旋轉速度很慢，大約 6 個月才完成一個週期。然而，天鵝座 V404 的噴流卻在短短不到 1 小時內變換多個方向，你可以一個大概慢條斯理的旋轉著，而這一個過動的橫衝直撞。
▲ 天鵝座 V404 黑洞的噴流受內側吸積盤影響，方向變換極快。
研究人員原先利用電波望遠鏡，在 4 小時觀測中產生一幅無線電圖像，然而他們沒想到噴流變化如此之快，以至於拍出來的照片只看到模糊的東西，共同作者 Alex Tetarenko 形容，這就好像你用 1 秒的快門速度去拍攝瀑布一樣沒有看頭。
為了糾正這種模糊，研究人員再重新捕捉 103 張圖像，每張照片曝光約 70 秒，接著將照片拼接在一起，因此發現是黑洞最內部約幾千公里寬的吸積盤區域，導致噴流出現這種奇怪行為。
分析表明，內部吸積盤區域似乎被強烈的輻射給「膨脹」成甜甜圈狀，又因噴流來自黑洞或吸積盤最內側，方向由其控制，也因此當內側吸積盤受黑洞引力牽引而快速晃動時，會導致噴流往各種方向噴來噴去。
而這種稱為「歲差（precession）」的軸進動現象，科學家之前還沒有在其他黑洞系統中見過，要想解釋，就得再拿出愛因斯坦的廣義相對論。該理論說明，黑洞這種大型天體會扭曲周遭空間與時間，而當這樣一個巨大物體在旋轉時，它的重力也會拖曳周圍時空，這種效應稱為參考系拖曳（frame-dragging）。
由於在 V404 Cygni 系統中，黑洞的旋轉軸並沒有對準伴星的軌道平面，因而引發參考系拖曳效應使吸積盤內部變形，進而改變噴流方向，產生 VLBA 觀察到的擺動，這是科學家目前能想到噴流為何無方向性的唯一解釋。
此發現為黑洞帶來新的見解，團隊表示，一些極端事件可能影響吸積盤盤面的平衡，導致內部吸積盤擺動，進而發生噴流群魔亂舞現象。新論文發表在《自然》（Nature）期刊。
Black Hole’s Tug on Space Pulls Fast-Moving Jets in Rapid Wobble
Like a spinning top: wobbling jets from a black hole that’s ‘feeding’ on a companion star
SPINNING BLACK HOLE SPRAYS LIGHT-SPEED PLASMA CLOUDS INTO SPACE
Distant Black Hole Gobbles Star, Belches Plasma Plumes in All Directions
（圖片來源：ICRAR）