黑洞加速是指黑洞及其周围环境将物质和粒子加速到接近光速的多种物理过程。
靠近黑洞时,强引力场使物质在自由落体过程中获得巨大的动能;旋转黑洞的框拖效应与Penrose过程可以从黑洞自转提取能量,为粒子提供额外加速。
电磁机制尤为重要:吸积盘中的强磁场、磁重联以及Blandford–Znajek机制能把旋转能转化为束状相对论喷流,携带带电粒子远距离传播并产生射电、X射线和伽马射线辐射。
喷流内部的冲击波与磁湍流可通过一级、二级Fermi加速进一步提高粒子能量,使能谱延伸到极高能量。
黑洞并合所产生的不对称引力波发射会给合体黑洞“回旋踢”,导致高速运动,这也是一种动能再分配方式。
观测上,VLBI成像、时变光谱、伽马暴与高能宇宙射线等多信使证据共同指向黑洞为重要的宇宙加速器。
加速效率受吸积率、黑洞质量、自转参数和磁场结构等因素影响。
综合观测与数值相对论磁流体动力学模拟,是未来揭示黑洞加速细节与其在星系演化中作用的关键。