黑洞不仅吞噬物质,也能把周围物质与带电粒子加速到极高能量,成为宇宙中最强的“加速器”之一。
旋转黑洞(克尔黑洞)引起的框架拖拽为能量抽取提供可能,彭罗斯过程提出可以从黑洞自旋中获得能量,而Blandford–Znajek机制则通过磁场把自旋能转换为电磁能,驱动极高速相对论性喷流。
吸积盘中的等离子体在强引力和复杂磁场作用下,经由磁重连、电场加速和冲击波加速,粒子可被多次反复加速,产生高能光子与宇宙射线。
活动星系核、类星体和伽马射线暴的观测证据显示,这些结构的亮度和能谱特征与黑洞驱动的加速过程相符。
数值相对论磁流体力学模拟和多波段天文观测正逐步揭示喷流形成、能量转换与粒子注入的细节。
理解黑洞加速不仅有助于解释高能宇宙射线的来源,也连接到等离子体物理、能量输运和引力与电磁场耦合的基础问题,对天体物理学与高能物理均具有重要意义。