美國宇航局約翰霍普金斯大學和羅切斯特理工學院的科學家最新證實了恆星級黑洞如何產生最高能量的光線，他們在一台超級計算機上模擬黑洞的氣體吸積過程，重現了X射線噴流的形成，發現活躍的黑洞可產生強大的能量射線。戈達德太空飛行中心天體物理學家傑裡米·施尼特曼認為這項研究調查了位於黑洞周圍溫度高達10億度氣體的行為，氣體分子、磁場間的相互作用顯示出宇宙中最極端物理環境非常令人畏懼。
當氣體逐漸落入黑洞周圍的軌道時，會形成一個扁平的物質盤面，並開始呈現螺旋式下落，這一過程中氣體等物質被劇烈壓縮和加熱，越接近中央的區域溫度越高，可達到2000萬華氏度，或為1200萬攝氏度，是太陽表面溫度的2000倍左右，並釋放出低能量的軟X射線。科學家對黑洞的研究已經超過了40年，觀測表明黑洞也會產生相關規模的硬X射線，如果高能量的射線意味著有著相當炙熱的氣體存在，溫度可高達數十億攝氏度。
美國宇航局科學家使用超級計算機模擬黑洞吸積盤物質墜落過程
這項研究在理論和觀測之間建立了一座橋樑，表明硬X和軟X射線都會在黑洞吸積氣體的過程中被釋放出來。約翰斯·霍普金斯大學教授朱利安·克羅利克等開發出一個黑洞吸積盤內部區域的模型，可以跟蹤X射線的釋放和移動，並與觀測到的真實黑洞進行對比。科學家計算出流入黑洞吸積盤的氣體運動方程，並進行計算機模擬，發現下落氣體的溫度、密度以及速度都在急劇增加，這一過程還對吸積盤外部的氣體行為構成影響。
位於得克薩斯高級計算中心的超級計算機參與了本項研究，科學家通過27天的模擬對黑洞吸積氣體過程釋放硬X射線有了進一步的瞭解，並推測吸積盤的物質在被加熱後可形成冕環，該現象位於黑洞事件視界的邊緣附近，由極高溫度的X射線導致，在整個吸積盤和冕環發生的區域，科學家成功跟蹤到X射線的釋放，並第一次直接發現吸積盤上出現的磁場動盪以及由此所形成的10億度冕環。
黑洞是目前已知最緻密的天體，一顆典型的恆星在耗盡自身攜帶的燃料後在引力作用下發生坍縮，質量為20倍太陽質量的恆星將會形成寬度不到120公里的黑洞。
10億度！120公里寬！NASA發現黑洞恐怖一面
黑洞時空之謎：諸多定律可能在其中失效
當一顆恆星耗盡全部燃料結束其一生時就可能發生坍縮並演化成黑洞，宇宙中的超大質量黑洞往往具有數十億倍太陽質量，統治著星系的中央。目前，來自美國宇航局“雨燕”探測器和費米伽馬射線空間望遠鏡的最新數據研究顯示，處於活躍狀態的黑洞所噴射出的高速噴流具有普遍性，不論黑洞的質量、年齡和空間環境如何都基本相同，該結果也提出了一個誘人的暗示：普通物理過程可適用於黑洞。
根據美國宇航局戈達德空間飛行中心研究人員羅德裡戈·納蒙（Rodrigo Nemmen）介紹：“在以往的觀測中，通常情況下黑洞所產生的噴流中有著相同組分的伽馬射線，這個現象在費米望遠鏡和雨燕探測器的觀測中都發現過。”被黑洞引力所捕獲的氣體等物質落入黑洞過程中，會“堆積”形成盤狀漩渦，氣體在這裡被高速旋轉壓縮、加熱。在吸積盤內緣附近，即事件視界的“門檻”邊上會形成朝外指向的釋放點，一些物質就會沿著黑洞自轉軸產生一對相反方向的噴射流，可將粒子等加速至光速，該過程中也會釋放伽馬射線，這是一種較為極端的電磁波。
費米伽馬射線與雨燕探測器對耀變體、類星體以及伽馬暴的觀測結果
來自美國宇航局博士後流動站研究員西爾萬·吉裡耶克（Sylvain Guiriec）認為我們還不完全瞭解黑洞噴流加速過程是如何發生的，但是在活躍的星系中都可以探測到這樣的噴流發生，有些噴流已經延伸到數百萬光年遠的空間中。吉裡耶克也是本項研究論文的合著者。該進程末端還會產生伽馬射線暴，這是宇宙中最強大的爆發，天文學家認為在大質量恆星死亡和恆星級黑洞誕生的過程中都會產生最為常見的伽馬射線暴。當恆星發生引力坍縮後形成黑洞，隨著恆星外層成瀑布狀向內側縮進，就會形成吸積盤和黑洞噴流。
在伽馬射線噴流中，一些粒子的運動速度被認為達到了光速的99.9%，噴流產生的伽馬射線通常可持續大約幾秒鐘，如果噴流的方向正好對著我們，像雨燕探測器和費米空間望遠鏡就可以探測到突然出現的伽馬暴。為了在較大（黑洞）質量範圍內尋找噴流的爆發趨勢，科學家們尋找具有星系級規模的伽馬射線噴流，它們來自一些最為明亮活躍的星系、類星體和耀變體，這些天體釋放的噴流同樣也需要指向地球。
巴爾的摩空間望遠鏡科學研究所博士後研究員艾琳·邁耶（Eileen Meyer）認為有一種解釋認為黑洞噴流物質在一定的質量區間上表現出普遍性的特點，從數倍太陽質量到數十億倍太陽質量之間都可以觀測到類型的現象。這一發現讓科學家瞭解到黑洞的活動是受同一套物理規律限制，不論黑洞的質量、年齡或者噴流的亮度和能量強度是否相同，大約5%至15%的能量被用於加速粒子以釋放伽馬射線和其他形式的光線.
馬裡蘭大學物理系副教授Markos Georganopoulos認為這有點兒像一個窮人和一個百萬富翁在取暖支出上都是相同的。根據美國宇航局首席研究員Neil Gehrels介紹：“這項研究有一個特別的成果，可以促進天文學家研究伽馬射線和活躍星系之間的聯繫，而過去我們傾向於將兩者視為單獨的研究領域。”
