黑洞虽以“吞噬”著称,但其周围同样是极强的加速器。
落入黑洞的物质在吸积盘中因湍流和黏性释放引力势能,温度和电离度急剧上升,形成强烈的磁场;这些磁场与盘内电流耦合,可将物质沿旋轴抛射形成相对论喷流,速度接近光速。
自旋黑洞还能通过彭罗斯机制或Blandford–Znajek过程,把黑洞旋转能量转化为动能和电磁能,进一步加速带电粒子。
喷流内部的碰撞和磁重联会把粒子加热并加速,产生伽马射线和宇宙射线等高能辐射。
观测上,我们在类星体、活动星系核和微类星体中见到高速喷流和变动光变,证明黑洞系统是宇宙中最有效的自然加速器之一。
理论上,黑洞附近的“引力助推”也被提出用于航天动力学的设想,但实际利用面临极端环境与技术难题。
总之,黑洞加速不仅塑造了高能天体物理现象,也为理解能量提取与粒子加速提供了自然实验室。