陜西
距今約117億年前，宇宙才剛誕生20億年，正處在史上激烈的演化階段：星系瘋狂孕育恒星，中心的超大質量黑洞也以驚人速度吞噬氣體，點亮成橫跨數萬光年的類星體。
在這場宇宙級的饕餮盛宴里，黑洞從不會把所有物質都吞進，它會把近三分之一的吸積物質以接近光速的速度反向噴出，化作席卷整個星系的狂暴颶風。
最近，歐洲XMM-牛頓望遠鏡與美國NuSTAR望遠鏡的聯合觀測，就在紅移3.294的類星體WISSH13身上，捕捉到了這類超高速外流的清晰痕跡。
該研究于2026年6月3日發表在預印本平臺。
這也是人類首次不靠引力透鏡放大，在如此遙遠的宇宙深處完整解析出黑洞風的雙層結構，它是目前已知紅移最高的非透鏡類星體超高速外流。
速度接近或超過光速十分之一的黑洞風，天文學家稱之為超高速外流（ultra-fast outflows）-UFO。
它們誕生于黑洞吸積盤的最內側，帶著巨大動能沖向星際空間，既能吹散星系里的氣體儲備、終止恒星形成，也能反過來限制黑洞自身的生長，是調節黑洞與星系共同演化的關鍵開關。
但想要看清百億光年外的黑洞風并不容易：它們的信號藏在X射線波段的細微吸收凹陷里，距離越遠信號越弱。
過去幾十年，高紅移類星體的黑洞風探測幾乎全靠引力透鏡效應——借前景星系的引力放大背景類星體的光線，才能勉強捕捉到信號。
但透鏡天體數量稀少，觀測結果還自帶放大偏差，我們一直沒法知道普通亮類星體的黑洞風到底是什么模樣。
為補上這塊空白，意大利國家天體物理研究所的團隊，啟動了WISSHFUL大型觀測計劃，專門挑選了15顆宇宙正午時期的超亮類星體，不靠引力透鏡，直接用深度曝光捕捉黑洞風信號。
WISSH13就是該計劃首個公布成果的目標：它的中心黑洞質量約為太陽的20億倍，吞噬物質的速度達到了經典愛丁頓極限的3.2倍，屬于典型的超愛丁頓吸積類星體，總光度相當于太陽的數百萬億倍。
研究團隊整合了2017年的存檔數據與2024年秋季的三次深度觀測，拼接出目前該紅移下質量最高的非透鏡類星體X射線光譜。
很快，兩道清晰的吸收凹陷浮出水面：它們都由高度電離的鐵原子產生，因為朝著地球高速運動，吸收特征整體向高能端偏移，就像救護車靠近時警笛聲調變高的多普勒效應一樣。
通過偏移量計算，兩道風的速度分別達到了光速的9%和33%，也就是每秒約2.7萬公里和每秒約10萬公里。
更有意思的是兩道風的時間變化：速度較慢的那道，在地球觀測間隔7年、天體自身靜止系僅間隔1.6年的兩次觀測中都穩定存在，對應黑洞吸積盤外側持續噴發的穩定風層；而速度達到三分之一光速的快風，2017年完全沒有蹤跡，2024年卻突然出現，更像是一次短暫的爆發事件。
這種內快外慢的雙層結構，剛好和理論預言的分層風模型完全吻合：吸積盤最內側的物質被輻射壓加速到極高速度，形成纖細的高速風核；稍遠一些的位置則噴出更寬、更慢的風鞘。
高速風核容易受盤面磁場重聯、局部耀斑影響，時隱時現；低速風鞘則和整體吸積過程綁定，常年穩定存在。
除了雙層風結構，這次觀測還印證了一個反直覺的規律：吞噬速度越快的黑洞，周圍的高溫冕層反而越冷。
測算顯示，WISSH13的冕層電子能量約20千電子伏，換算成溫度約為2.3億攝氏度，是目前測到的最冷的亮類星體冕層之一。
研究人員解釋，這正是超高速吸積的典型特征：吸積盤會輻射出大量紫外與軟X射線光子，通過康普頓散射像冷水一樣持續給冕層降溫，最終形成了吃得越快、冕層越冷的特殊現象。
從能量上看，兩道風每年噴出的物質總和約相當于45個太陽的質量，單道風的年外流質量就超過20個太陽。
其中高速風的動能達到了類星體總光度的十分之一，絕對能量足以排進已知黑洞風的第一梯隊。
但如果把能量和黑洞自身的光度做比值，結果卻和附近宇宙的普通活動星系幾乎一致。
這說明黑洞噴風的效率在宇宙尺度上高度統一——從110多億年前到今天，無論黑洞大小、距離遠近，每吸收一定量的物質，就按固定比例噴出一部分的規律始終沒變。
作為WISSHFUL計劃的首個成果，這次發現最關鍵的價值，是證明了不靠引力透鏡也能在宇宙正午時期精準解析黑洞風。
接下來團隊還會對剩下14顆類星體展開觀測，逐步拼湊出宇宙最熱鬧時期的黑洞風全景。
未來隨著新一代X射線望遠鏡雅典娜號升空，我們還能看清更細致的風層結構，最終弄明白這些宇宙颶風，究竟是如何塑造了今天星系的模樣。
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