數百個“嬰兒”黑洞，在宇宙中表現出詭異行為，迅速脈動令人困惑

當我們抬頭仰望夜空，看到的星星大部分都是恆星。這些恆星距離我們非常遙遠，所以觀測起來相對位置幾乎不會發生變化，故而被稱為恆星。

恆星並不“恆”，它們其實是會運動的，而且壽命也不是無限長的。不僅如此，它們連亮度都處於變化中。

相比之下，恆星所組成的星系似乎要相對穩定一些。每個星系包含着幾百億甚至一萬億顆恆星，雖然有些恆星會發生亮度的變化，但是綜合起來看是一部分變暗的同時另一部分在變亮，所以星系的總體亮度幾乎是不變的。

想要看到星系級別的亮度變化，是非常不容易的，其變化的時間尺度遠遠超過了一個人類的壽命。不過，最近天文學家們在宇宙中竟然發現了數百個亮度變化非常明顯的星系，其變化時間尺度竟然只有幾年，實在令人匪夷所思。

射電星系

根據目前的研究，科學家發現，宇宙中大部分星系的核心都有一個超大質量黑洞，這些黑洞影響着星系的成長和演化。有一些超大質量黑洞相對比較穩定，它們周圍沒有太多可吞噬的物質，所以比較安靜。還有一些超大質量黑洞則有着豐富的食物可以饕餮，在自己的周圍形成了巨大的吸積盤，還向外釋放出非常強大的輻射。

在吞噬的時候，吸積盤以接近光速的速度繞黑洞旋轉，同時在黑洞的兩極有大量的高能粒子沿着自轉軸的方向從南北兩極噴射到宇宙空間，這就是所謂的相對論性噴流。隨着這些粒子被噴射得越來越遠，也逐漸向外擴散，形成類似於蘑菇雲或者瓣葉的形狀。

擁有這種超大質量黑洞的星系，就是所謂的射電星系。它們的直徑小則幾百光年，大的甚至有數百萬光年。對於如此龐大的星系來説，想要產生明顯的變化，需要的時間自然也是天文數字。

對於天文學家們來説，有一個問題困擾了他們許久，那就是有些射電星系的瓣葉結構非常大，有一些則相對比較小。對於這個現象，科學家們認為可能產生於兩種情況。

第一種情況，這是因為相對論性噴流遇到了黑洞周圍一些未被觀測到的緻密物質，阻礙了它們的前進。對於這個現象，又可能來自於兩種情況，一種是黑洞附近相對較小的區域內有較高密度的物質作為這種阻力存在，另一種猜想是存在阻力的範圍比較大，不過密度相對較低；

另外還有一種情況，也可能導致這個現象：之所以會出現這種瓣葉結構，是因為產生它的機制發生的時間不長，所以它們還沒有來得及傳播到那麼遠。

（圖片説明：武仙座A中心超大質量黑洞噴射出來的射電瓣葉）

靠顏色來區分

經過長期的觀測，天文學家們總結出了規律。他們發現，通過射電天文學的觀測，還是可以區分射電星系到底是否年輕的。利用GLEAM項目在20個不同的射電頻率下所觀測到的數據，通過“顏色”對射電星系進行區分，其中紅色代表的是比較古老的射電星系，藍色所代表的則是年輕的射電星系。

這種顏色不是絕對意義上的顏色，而只是用來反映射電頻率的。古老的射電星系擁有較低的頻率，和可見光中的紅色相類似；相對應的，年輕的射電星系頻率較高，所以用頻率同樣比較高的藍色來標示。

脈動的星系

研究人員對多達554個年輕的射電星系進行了跟蹤觀測，時間跨度達到了1年的時間。令人驚訝的是，他們發現其中竟有123個星系發生了亮度的脈動，這樣的變化速度在以往是很難想象的。

而且，根據以往的理論，尺度超過1光年的天體結構，是不可能在僅僅一年的時間裏就發生這麼大幅度的亮度變化的，至少沒有已知的理論能夠解釋這個現象。要麼是這些星系不超過1光年（這個説法顯然非常荒謬），要麼是有什麼我們還不知道的機制導致了這個現象。

進一步的研究，讓研究人員找到了答案。

在以往的時候，人們在對射電星系的亮度變化進行研究的時候，觀測的範圍都非常小。他們要麼只觀測了少量的星系，要麼觀測的頻率比較單一，這就使得研究成果並不系統。而本次研究中，涉及到的星系數量超過21000個，並且觀測的波段也非常多。嚴格意義上説，這一次研究才是科學家們首次在不同波段下進行的星系亮度變化普查。

他們發現，這些黑洞確實相對年輕，但並沒有想象中那麼年輕。它們更像是處於人類的青春期這樣的階段，以超乎人類想象的速度成長為成熟的超大質量黑洞。

至於導致這種亮度發生變化的原因，大概有三個：

通常我們看到的恆星都是閃爍的，“一閃一閃亮晶晶”，其原因就在於恆星的光經過地球時發生了扭曲。同樣的，這些星系發出的光也有可能在射到銀河系的時候，被銀河系內的氣體或塵埃所幹擾，最終被我們看到了閃爍的效果；

在宇宙中，有一些超大質量黑洞的相對論性噴流恰好指向了地球，這種天體被稱為耀變體。這種俯視的視角讓我們無法看到噴流的瓣葉結構或者是蘑菇雲結構，而是隻能看見一個光點，因此噴流的變化就會很明顯地體現在我們觀測到的亮度上；

超大質量黑洞偶爾會像打嗝一樣噴射出一些額外的粒子，它們會沿着相對論性噴流傳播。從人類的射電望遠鏡中，就會先在頻率較高的波段有明顯的觀測結果，然後在低頻波段更加明顯。

雖然人類已經建設了許多射電望遠鏡，但是射電天文學的發展仍然還處於初始階段，我們還有太多需要了解和完善的地方。對於這些詭異的年輕黑洞，科學家們也會持續關注。

目前，在澳洲大陸上，七國聯合的平方公里陣列射電望遠鏡（SKA）正在建設，它將會在很長的一段時間內成為人類最強大的射電望遠鏡。而且，參與SKA項目的國家中，也有我們中國。相信隨着SKA的成功建設，我們也將更加了解這個宇宙。