宇宙深处到底存在着什么样神秘的物质？即使是爱因斯坦霍金也无法完全解释清楚。不过据科学家们推测，黑洞这种神秘的天体，在宇宙中星罗棋布，比比皆是。最近美国宇航局约翰霍普金斯大学和罗切斯特理工学院的科学家最新证实了恒星级黑洞如何产生最高能量的光线。
他们在一台超级计算机上模拟黑洞的气体吸积过程，重现了X射线喷流的形成，发现活跃的黑洞可产生强大的能量射线。戈达德太空飞行中心天体物理学家杰里米·施尼特曼认为这项研究调查了位于黑洞周围温度高达10亿度气体的行为，气体分子、磁场间的相互作用显示出宇宙中最极端物理环境非常令人畏惧。
当气体逐渐落入黑洞周围的轨道时，会形成一个扁平的物质盘面，并开始呈现螺旋式下落，这一过程中气体等物质被剧烈压缩和加热，越接近中央的区域温度越高，可达到2000万华氏度，或为1200万摄氏度，是太阳表面温度的2000倍左右，并释放出低能量的软X射线。科学家对黑洞的研究已经超过了40年，观测表明黑洞也会产生相关规模的硬X射线，如果高能量的射线意味着有着相当炙热的气体存在，温度可高达数十亿摄氏度。
这项研究在理论和观测之间建立了一座桥梁，表明硬X和软X射线都会在黑洞吸积气体的过程中被释放出来。约翰斯·霍普金斯大学教授朱利安·克罗利克等开发出一个黑洞吸积盘内部区域的模型，可以跟踪X射线的释放和移动，并与观测到的真实黑洞进行对比。科学家计算出流入黑洞吸积盘的气体运动方程，并进行计算机模拟，发现下落气体的温度、密度以及速度都在急剧增加，这一过程还对吸积盘外部的气体行为构成影响。
位于得克萨斯高级计算中心的超级计算机参与了本项研究，科学家通过27天的模拟对黑洞吸积气体过程释放硬X射线有了进一步的了解，并推测吸积盘的物质在被加热后可形成冕环，该现象位于黑洞事件视界的边缘附近，由极高温度的X射线导致，在整个吸积盘和冕环发生的区域，科学家成功跟踪到X射线的释放，并第一次直接发现吸积盘上出现的磁场动荡以及由此所形成的10亿度冕环。
黑洞是目前已知最致密的天体，一颗典型的恒星在耗尽自身携带的燃料后在引力作用下发生坍缩，质量为20倍太阳质量的恒星将会形成宽度不到120公里的黑洞。
当一颗恒星耗尽全部燃料结束其一生时就可能发生坍缩并演化成黑洞，宇宙中的超大质量黑洞往往具有数十亿倍太阳质量，统治着星系的中央。目前，来自美国宇航局“雨燕”探测器和费米伽马射线空间望远镜的最新数据研究显示，处于活跃状态的黑洞所喷射出的高速喷流具有普遍性，不论黑洞的质量、年龄和空间环境如何都基本相同，该结果也提出了一个诱人的暗示：普通物理过程可适用于黑洞。
根据美国宇航局戈达德空间飞行中心研究人员罗德里戈·纳蒙(Rodrigo Nemmen)介绍：“在以往的观测中，通常情况下黑洞所产生的喷流中有着相同组分的伽马射线，这个现象在费米望远镜和雨燕探测器的观测中都发现过。”被黑洞引力所捕获的气体等物质落入黑洞过程中，会“堆积”形成盘状漩涡，气体在这里被高速旋转压缩、加热。在吸积盘内缘附近，即事件视界的“门槛”边上会形成朝外指向的释放点，一些物质就会沿着黑洞自转轴产生一对相反方向的喷射流，可将粒子等加速至光速，该过程中也会释放伽马射线，这是一种较为极端的电磁波。
来自美国宇航局博士后流动站研究员西尔万·吉里耶克(Sylvain Guiriec)认为我们还不完全了解黑洞喷流加速过程是如何发生的，但是在活跃的星系中都可以探测到这样的喷流发生，有些喷流已经延伸到数百万光年远的空间中。吉里耶克也是本项研究论文的合着者。该进程末端还会产生伽马射线暴，这是宇宙中最强大的爆发，天文学家认为在大质量恒星死亡和恒星级黑洞诞生的过程中都会产生最为常见的伽马射线暴。当恒星发生引力坍缩后形成黑洞，随着恒星外层成瀑布状向内侧缩进，就会形成吸积盘和黑洞喷流。
在伽马射线喷流中，一些粒子的运动速度被认为达到了光速的99.9%，喷流产生的伽马射线通常可持续大约几秒钟，如果喷流的方向正好对着我们，像雨燕探测器和费米空间望远镜就可以探测到突然出现的伽马暴。为了在较大(黑洞)质量范围内寻找喷流的爆发趋势，科学家们寻找具有星系级规模的伽马射线喷流，它们来自一些最为明亮活跃的星系、类星体和耀变体，这些天体释放的喷流同样也需要指向地球。
巴尔的摩空间望远镜科学研究所博士后研究员艾琳·迈耶(Eileen Meyer)认为有一种解释认为黑洞喷流物质在一定的质量区间上表现出普遍性的特点，从数倍太阳质量到数十亿倍太阳质量之间都可以观测到类型的现象。这一发现让科学家了解到黑洞的活动是受同一套物理规律限制，不论黑洞的质量、年龄或者喷流的亮度和能量强度是否相同，大约5%至15%的能量被用于加速粒子以释放伽马射线和其他形式的光线.
马里兰大学物理系副教授Markos Georganopoulos认为这有点儿像一个穷人和一个百万富翁在取暖支出上都是相同的。根据美国宇航局首席研究员Neil Gehrels介绍：“这项研究有一个特别的成果，可以促进天文学家研究伽马射线和活跃星系之间的联系，而过去我们倾向于将两者视为单独的研究领域。”
