星系中心的超大質量黑洞是宇宙中最重的物體。它們的質量範圍是太陽質量的大約一百萬到一百億倍。其中一些黑洞還以接近光速的速度噴出了巨大的、過熱的等離子體射流。射流釋放這種強大的運動能量的主要方式是將其轉換為極高能量的伽馬射線。然而，UMBC物理學博士候選人亞當·利亞·哈維說，"這種輻射究竟是如何被創造的，這是一個懸而未決的問題。”

射流必須將能量釋放到某個地方，但在什麼地方釋放能量，科學界存在爭議。主要候選地方是由氣體和光組成的兩個圍繞黑洞的區域，分別稱為寬線區域和分子環面。

黑洞的射流有可能透過釋放一部分能量將任一區域的可見光和紅外光轉換為高能伽馬射線。哈維（Harvey）由美國國家航空航天局（NASA）資助的新研究提供了有力的證據，證明黑洞的射流主要在分子圓環中釋放能量，而不是在寬線區域釋放能量，從而闡明瞭這一爭議。由UMBC物理學家馬科斯·基奧加洛普洛斯（Markos Georganopoulos）、艾琳·邁爾（Eileen Meyer）和當·利亞·哈維合著的研究論文發表在《自然通訊》上。

寬線區域更靠近黑洞的中心，距離約為0.3光年。分子環面距離更遠——超過3光年。儘管對於非天文學家而言，所有這些距離似乎都是遙遠的，但這項新研究“告訴我們，在相關的尺度上，我們正在使能量耗散遠離黑洞，” 哈維解釋說。

哈維說：“這對於我們理解黑洞發射的射流非常重要。”哪個區域主要吸收射流的能量，為射流的最初形成方式、吸收速度和柱形提供了線索。例如，“這表明射流在較小的尺度上沒有足夠的加速以開始耗散能量，”哈維說。

其他研究人員提出了關於黑洞射流的結構和行為的矛盾觀點。由於哈維在他們的新的研究工作中使用了值得信賴的方法，因此，他們希望這一結果將在科學界被廣泛接受。“這些結果基本上有助於限制射流形成的這些可能性，即不同的射流形成模型”。

為了得出他們的結論，哈維對來自黑洞噴射的62次觀測的資料應用了一種稱為“Bootstrapping演算法”的標準統計技術（Bootstrapping演算法，指的就是利用有限的樣本資料經由多次抽樣重複，重新建立起足以代表母體樣本分佈的新樣本。bootstrapping的運用基於很多統計學假設，因此取樣的準確性會影響假設的成立與否。）。 “本文之前的很多內容都是非常依賴於模型的。其他論文也做出了很多非常具體的假設，而我們的方法卻非常籠統，”哈維解釋說，“沒有太多破壞分析的方法。它是一種易於理解的方法，僅使用觀測資料即可。因此，結果應該是正確的。”

稱為種子因子的數量對於分析至關重要。種子因子指示射流轉換為伽馬射線的光波來自何處。如果轉換髮生在分子圓環上，則預期有一個種子因子。如果發生在寬線區域，則種子因子將不同。

基奧加洛普洛斯是物理學副教授，也是哈維的顧問之一，最初提出了種子因子的概念，但“應用種子因子的想法必須等待有很多毅力的人，而這個人是亞當·利亞（Adam Leah），” 基奧加洛普洛斯說。

哈維計算了所有62個觀測值的種子因子。他們發現種子因子以正態分佈下降，幾乎與分子圓環的預期值完全吻合。該結果強烈表明來自射流的能量正在分子圓環中而不是在寬線區域中釋放為光波。

哈維表示，他們的導師基奧加洛普洛斯和物理學助理教授邁爾的支援對專案的成功發揮了作用。“我認為，如果沒有他們讓我擺脫很多切線和如何做事情的探索，這將永遠無法達到現在的水平。”哈維說， “因為他們允許我真正地深入研究它，所以我能夠從這個專案中獲得更多收益。”

哈維稱自己是“觀測天文學家”，但補充說：“我實際上比物理學家更像是資料科學家和統計學家。”他們說，統計資料是這項工作中最令人興奮的部分。

“我只是覺得很酷，我能夠找出方法來對如此古怪的系統進行如此深入的研究，而這種古怪的系統已經脫離了我個人的現實。”哈維說，“看到人們如何使用它會很有趣。”