可观测Universe

导致伴星的核心被直接剥离，只剩下一个致密的氦核。无论哪种结局，hdE 都将“自愿”献出自己的物质，成为GRo J1655-40继续“发光”的燃料——这也是宇宙中最残酷的“共生关系”之一。

八、吸积盘的“炼狱”：极端物理的天然实验室

GRo J1655-40的吸积盘，是宇宙中最极端的物理环境之一。这里温度高达数百万摄氏度，引力场强到能让时空发生显着弯曲，物质以接近光速的速度旋转下落——对于物理学家而言，这是一个研究广义相对论、等离子体物理与高能辐射的“天然实验室”。

1. 吸积盘的结构与辐射

吸积盘的理论模型可追溯至1973年，由什克洛夫斯基（Shakura）和苏尼亚耶夫（Sunyaev）提出的“薄盘模型”。该模型假设吸积盘是扁平的，物质沿 Kepler 轨道旋转，通过粘滞力将角动量向外传递，同时将引力势能转化为热能。GRo J1655-40的吸积盘完美符合这一模型：内区半径约为3倍史瓦西半径（约90公里），温度高达10?开尔文，发出强烈的软x射线；外区半径延伸至约1000倍史瓦西半径（约3000万公里），温度降至10?开尔文，主要辐射紫外与可见光。

通过拟合钱德拉x射线望远镜的光谱，天文学家得到了吸积盘的关键参数：吸积率约为每年10??倍太阳质量（仅为伴星质量损失率的十分之一）。这意味着，大部分被剥离的物质并未落入黑洞——它们要么以星风的形式被吹向星际空间，要么形成相对论性喷流逃离系统。这种“质量亏损”现象，恰恰是理解黑洞吸积效率的关键：并非所有被捕获的物质都会进入黑洞，相当一部分会被“反弹”出去，成为塑造周围环境的“建筑师”。

2. 相对论效应：铁线的“指纹”

GRo J1655-40最着名的观测特征，是其x射线光谱中一条展宽的铁Ka发射线（能量约6.4 keV）。这条线并非普通的发射线——由于吸积盘内区靠近黑洞的事件视界，强引力场会导致光谱线发生两种畸变：引力红移（光子逃离强引力场时能量降低，波长变长）与多普勒展宽（吸积盘旋转导致朝向观测者的物质蓝移、背离的物质红移，叠加后形成宽线）。

2006年，《自然》杂志发表的一篇论文中，天文学家通过dra的高分辨率光谱，精确测量了这条铁线的轮廓。结果显示，线的蓝端（高速朝向观测者）与红端（高速背离）的跨度超过了10 keV，远宽于普通恒星的光谱线。通过广义相对论公式拟合，他们得出两个关键结论：其一，黑洞的自旋参数a≈0.95（接近克尔黑洞的最大自旋极限a=1）；其二，吸积盘内区半径仅约3倍史瓦西半径——这直接证明了GRo J1655-40是一个高速自旋的黑洞。这条“扭曲”的铁线，成为了测量黑洞自旋的“黄金标准”，至今仍被广泛应用。

3. 微弱的喷流：自旋能量的“释放口”

尽管GRo J1655-40不是最强力的喷流源（如类星体），但它仍存在弱的相对论性喷流。2006年，钱德拉望远镜在射电波段探测到了来自该系统的微弱辐射，后续的x射线观测证实，这是黑洞喷流的末端——喷流以约0.5倍光速的速度从黑洞两极喷出，与星际介质碰撞产生射电辐射。

喷流的形成机制，目前被广泛接受的是布兰福德-茨纳耶克机制（bndford-Znajek is）。该机制认为，旋转的黑洞会拖曳周围的磁场，形成螺旋状的磁力线；这些磁力线将黑洞的自旋能量转化为等离子体的动能，从而形成喷流。GRo J1655-40的高速自旋（a*≈0.95），为喷流提供了充足的能量来源