SS 433（微类星体）

· 描述：一个奇特的恒星质量黑洞系统

· 身份：位于天鹰座的双星系统，包含一个黑洞和一颗普通恒星，距离地球约18,角秒，能看到喷流中的“纤维结构”，每个纤维的直径约101?厘米（相当于地球到太阳距离的1\/1角秒（相当于从地球看清月球上的一颗沙粒）。由麻省理工学院的谢泼德·多尔曼（Sheperd doelean）团队主导的分析揭示：

- 喷流内部的湍流：在喷流的核心区（距离黑洞0.1光年范围内），等离子体呈现高度湍流状态，速度涨落达到±10%光速；

- 磁场重联事件：观测到频繁的磁场重联（agic Ree）现象——磁场线断裂后重新连接，释放巨大能量，加热等离子体；

- 粒子加速机制：湍流和磁场重联共同作用，将粒子加速到peV能量级别（千万亿电子伏特），成为宇宙射线的重要来源。

多尔曼兴奋地说：VLbI让我们第一次看到了喷流内部的微观世界——它不是光滑的，而是充满湍流的能量汤

1.2 雅典娜x射线的温度计：喷流的热力学平衡

2023年，欧洲空间局的雅典娜x射线天文台（原Ixo项目）对SS 433的喷流进行了精细的温度测量：

- 喷流温度梯度：从黑洞附近（~101?K）到喷流末端（~10?K），温度呈指数下降，符合绝热膨胀模型；

- 激波加热机制：喷流与星际介质碰撞产生的弓形激波，将动能转化为热能，维持喷流末端的温度；

- 辐射效率：喷流的总辐射效率约为10%（即吸积能量的10%转化为喷流动能），远高于理论预期。

这些数据让科学家能建立更精确的喷流热力学模型，理解能量如何在喷流中传输和耗散。

1.3 SKA的磁场地图：喷流的磁力线骨架

平方公里阵列射电望远镜（SKA）的偏振观测，首次绘制了SS 433喷流的三维磁场结构：

- 磁力线螺旋：磁场线沿喷流螺旋结构排列，形成螺旋磁力线；

- 磁场强度分布：喷流中心的磁场强度约1000高斯（比地球磁场强10?倍），边缘降至10高斯；

- 磁能密度：磁能占喷流总能量的30%，是维持喷流准直性的关键因素。

二、喷流物理：相对论性等离子体的宇宙舞蹈

SS 433的喷流，是研究相对论性等离子体物理的理想实验室。其物理过程之复杂，远超最初的想象。

2.1 等离子体的相对论性效应

喷流中的等离子体以0.26c的速度运动，产生了显着的相对论性效应：

- 长度收缩：沿运动方向的长度收缩约23%，导致喷流在观测中显得更；

- 时间膨胀：喷流中的物理过程（如粒子碰撞）在实验室坐标系中显得更慢；

- 质量增加：高速运动的粒子质量增加，影响其动力学行为。

2.2 磁流体力学的混沌之美

喷流的动力学行为由磁流体力学（hd）方程描述，呈现出混沌特性：

- 磁力线冻结：等离子体冻结在磁场中，随磁场线一起运动；

- 不稳定性增长：喷流中的开尔文-亥姆霍兹不稳定性（Kelv-helholtz Instability）导致物质块的分离和重组；

- 湍流耗散：磁流体湍流将大尺度能量转化为小尺度粒子的动能。

2.3 粒子加速的宇宙工厂