與它們的名字相反，人們知道黑洞會不時地發射耀斑，但這究竟是如何發生的？高分辨率的模擬現在已經揭示了扭曲的磁場是如何拋出大量的能量的。了解黑洞的人都知道，它的引力是如此強大，甚至連光本身都無法逃脫。這使得來自黑洞的閃光的想法看起來很奇怪，但它卻經常發生。
這些閃光不是來自黑洞本身，而是來自它的吸積盤–熱的、明亮的物質環，圍繞着黑洞運行並落入該物體。
大多數時候，閃光是由落入的塵埃和氣體引起的，它加熱了這些物質，使其發出明亮的光芒。但在其他時候，人們看到耀斑從黑洞中射出，而這些都是比較難解釋的。長期以來，人們懷疑它們與這些物體周圍的強磁場有關。
因此在新的研究中，天文學家通過對黑洞進行最詳細的模擬進行了調查。該項目在三台超級計算機上進行了數百萬小時的計算：Longhorn, Popeye和世界上第二強大的超級計算機Summit。最終的結果是對黑洞的模擬中，其分辨率比以前的嘗試高出1000多倍，並由此對黑洞爆發時發生的情況有了更完整的了解。
該模擬顯示，當物質流入黑洞時，它將磁場線拖入其中。這些磁場線開始在事件視界附近堆積，直到它們開始阻擋物質落入。試圖落入的物質的壓力擠壓並壓平了磁場線，直到它們形成指向黑洞或遠離黑洞的小徑。當朝相反方向運行的磁場線相遇時，它們可以折斷現有的紐帶，轉而連接到對方。這就把能量轉移到了周圍的熱等離子體上，把一些粒子彈到了黑洞里，一些則彈到了太空中。後者以耀斑的形式顯現出來。
磁場線（綠色）在產生耀斑的地方扭曲並即將重新連接的示意圖
這項研究的共同主要作者Bart Ripperda說：”如果沒有我們模擬的高分辨率，你就無法捕捉到亞動力學和次結構。在低分辨率的模型中，重聯不會發生，所以沒有任何機制可以加速粒子。”
但是這種磁力重聯所噴射出的物質可能不會離開黑洞很久。研究小組說，熱的等離子體圓球最終可能會進入它的軌道，在銀河系中心的超大質量黑洞周圍就有這樣的例子。
模擬結果還顯示，這些耀斑可能是周期性的。磁場能量在一段時間后減弱，然後最終重新設置並再次啟動這一過程。對於不同的黑洞，這種燃燒事件的周期發生在不同的尺度上，從幾天到幾年不等，這也與觀測結果一致。
研究人員說，剛剛發射的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的未來觀測可以確認模擬中發生的事情是否就是真實世界中發生的事情。
該研究發表在《天體物理學雜誌通訊》上。