黑洞是如此神奇的存在,那该如何去观察它的存在呢?

导语:黑洞是如此神奇的存在,那该如何去观察它的存在呢?。

导语:黑洞是如此神奇的存在,那该如何去观察它的存在呢?

观察黑洞

因为黑洞的性质太奇怪,一直到20世纪90年代,人们还认为它们的存在是 一个科幻。密歇根大学的天文学家道格拉斯里克斯通(douglas ridislone)在 1998年评论道:“10年前,如果你在一个星系的中心发现一个你认为是黑洞的物 体,业界中有一半的人会认为你是一个小狂人。”自那以后,通过哈勃空间望远 镜、钱德拉(cbmdm)x射线望远镜(测量强大恒星和银河源发出的x射线)和 巨型阵列射电望远镜(由一系列在新墨西哥的强大的射电望远镜组成),天文学 家在外层空间鉴别出几百个黑洞。事实上,很多天文学家相信,天空中的大多数 星系(在它们的盘形中心有膨胀)在它们的中心有黑洞。

黑洞是如此神奇的存在,那该如何去观察它的存在呢?

正如预计的,在天空中发现的所有黑洞旋转得非常快。哈勃空间望远镜对 93万千米)的速度在 旋转。在最中心,我们看到一个扁平的圆形核,直径大约1光年。核内有事件弯 界和黑洞本身。

因为黑洞是看不见的,天文学家不得不利用间接的方法验证它们的存在。 在照片上,他们设法识别黑洞周围的旋涡气体的“吸积盘”。天文学家现已收集 到这些吸积盘的美丽的照片。(这些盘几乎普遍地是在宇宙中快速旋转的物体 中发现的。甚至我们的太阳在45亿年前形成时它的周围也有一个类似的盘,后 来这个盘浓缩成行星。这些盘形成的原因是对于快速旋转的物体盘形代表最低 能态。)利用牛顿运动定律,知道了绕中心物体旋转的星星的速度,就能计算中 心物体的质量。如果中心物体的逃逸速度等于光速,那么光线也不能逃逸,这就 间接证明了黑洞的存在。

事件穹界位于吸积盘的中心。(不幸的是它太小了,用现代技术还无法鉴 别。天文学家富尔维奥梅利亚〔fulvio melia〕声称:在底片上捕捉一个黑洞的 事件弯界是黑洞科学的最高成就。)不是所有落人黑洞的气体都通过事件穹界。 有些从事件穹界的旁边经过喷射到空间,形成两个长的从黑洞北极和南极喷出 的喷射气体。这使黑洞的外观像一个陀螺。(从南北极喷出的原因是:当浓缩 星星的磁场线变得更强烈时,磁场线集中在北极和南极。当星星继续浓缩时,这 些磁场线浓缩成从北极和南极放射的两个管。当离子落人浓缩的星星时,它们 沿着这两个狭窄的磁力线,通过磁场北极和南极喷射出去。)

黑洞是如此神奇的存在,那该如何去观察它的存在呢?

已鉴别出两种类型的黑洞。第一种是恒星黑洞,在恒星黑洞中重力将把正 在死亡的星星压垮,直至发生内向爆裂。然而,第二种黑洞更容易察觉。这些是 星系黑洞,它们潜伏在巨大星系和类星体的正中心,比太阳质量大100万倍到几 十亿倍。

近来,在我们自己的银河系中最终找到一个黑洞。不幸的是,尘云遮住了银 河的中心,要不是这个原因,在地球上每天晚上在人马座方向我们会看到一个巨 大的火球。没有尘云,银河系中心的亮度会超过月亮,成为夜晚天空最明亮的物 体。在这个星系核的最中心有一个黑洞,重量大约为太阳的250万倍。说到它 的尺寸,大约是水星轨道半径(5 800万千米)的十分之一。按照星系的标准,这 不是特别大的黑洞。类星体的黑洞的重量可以是太阳重量的几十亿倍。我们后 院的这个黑洞目前是相当稳定的。

下一个离我们最近的星系黑洞位于仙女座星系的中心,这是离地球最近的 星系,黑洞质量为太阳的300万倍。它的史瓦西半径大约6 000万英里(9 656 万千米)。(在仙女座星系的中心至少有两个大质量的物体,大概是几十亿年前 被仙女座星系吞噬的以前的星系留下的。如果几十亿年后银河系最终与仙女座 星系相撞,大概我们的星系将被吞噬到仙女座星系的“胃”里,这种情况看来有 可能出现。)

黑洞是如此神奇的存在,那该如何去观察它的存在呢?

星系黑洞最美丽的照片之一是哈勃空间望远镜拍摄的ngc 4261星系的照 片。在过去,这个星系的射电望远镜照片显示两个从星系北极和南极喷出的非 常优美的喷射物,但是没有人知道它的机制是什么。哈勃空间望远镜拍摄了这 个星系的最中心的照片,发现一个范围为400光年的美丽的盘。在它的最中心 是一个包含吸积盘的小点,吸积盘的范围大约1光年。哈勃空间望远镜看不见 的中心黑洞重量约为太阳的12亿倍。

像这样的星系黑洞是如此之强大,它们能够消耗掉整个星星的能量。2004 年,美国国家航空航天局(nasa)和欧洲空间局宣布:他们发现在遥远星系中的 一个巨大黑洞一口吞掉了一颗星星。钱德拉(chamlnox射线望远镜和欧洲 xmm _牛顿卫星观察到同一个事件:rx j1242 – 11星系发出的x射线的爆裂标 志着一颗星被中心的巨大黑洞吞噬了。这个黑洞的重量估计为太阳质量的1亿 倍,巨大的重力使这颗星扭曲和伸展,直至破裂发出x射线的爆裂,向人们泄露 它的秘密。德国加尔兴(garching)的马克斯普朗克(max planck)研究所的天 文学家斯特凡尼科莫萨(stefanie komossa)说:“这颗星星被拉伸超出广它的 破裂点。这颗不走运的星迷路了,走错了地方,跑到了这个黑洞的附近

黑洞是如此神奇的存在,那该如何去观察它的存在呢?

黑洞的存在有助于解决很多古老的秘密。例如,星系m-87—直使天文学家 感到奇怪,它看上去像一个大质量的星球,带一个奇怪的“尾巴”。因为它发出 大量的辐射,天文学家曾经认为这个尾巴代表反物质流。但今天,天文学家发现 它是由巨大黑洞提供能量的,这个黑洞的质量大约为太阳质量的30亿倍。现在 相信这个奇怪的尾巴是巨大的离子喷射,它是从这个星系流出的,而不是流进星 系的。

有关黑洞最壮观的发现之一是钱德拉x射线望远镜的发现。它通过外层 空间尘埃的间隙窥视天空,在可见宇宙的边缘附近观察到黑洞集。总共看到 600个黑洞。天文学家通过外推,估计在整个夜晚天空至少有3亿个黑洞

开心一刻:

这长相,从没见过长的这么有考古价值的,男人看了蛋疼,女人见了乳酸。长颈鹿都让你给恶心吐了。