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黑洞图片版权是谁的 黑洞是什么意思含义详解

2019-10-17 09:27:05 来源: 搜狐

黑洞是时空曲率大到光都无法逃脱的天体。这是钱德拉X射线天文台拍摄的半人马座A星系附近的照片。这张新图像提供了迄今为止对活跃的超大质量黑洞影响的最佳视角之一。我们可以看到相反方向的高能粒子喷流延伸到星系的外缘,在双星系统中也可以看到许多较小的黑洞。在这幅图像中,低能量X射线被染成红色,中等能量X射线被染成绿色,钱德拉探测到的最高能量X射线是蓝色。几乎垂直于喷流的深绿色和蓝色条纹是吸收X射线的尘埃带。

NASA宣布,第一次看到一个黑洞是由邻近星系中一颗爆炸的恒星“诞生”的。这个小黑洞位于离地球约5000万光年的M-100星系中。NASA很兴奋,因为它现在知道了一个黑洞的确切“出生日期”,这让专家们可以前所未有地研究它。这张图片中的颜色代表三种光波长:蓝色是紫外线;黄白色是可见光;红色是红外线。蓝色区域显示最热、最年轻的恒星,而粉红色区域表示螺旋臂上的尘埃带。橙色的中心是由老恒星组成的。

钱德拉天文台的另一张图片显示了M82星系,它有两个有趣的“明亮的X射线源”。美国宇航局认为,这些点可能是两个中等或超大质量黑洞的起点。研究人员相信,当一颗恒星耗尽其自身的燃料并烧毁自身时,可能会形成黑洞。然后它被自身的重力压碎。物质坍缩成“无限密度”,形成了时空的极端曲线。

黑洞是什么?

自上世纪中期开始,人们对黑洞的探秘就从未停止过。

200多年前,英国的米歇尔和法国的拉普拉斯就曾提出: 一个质量足够大但体积足够小的恒星会产生强大的引力,以致连光线都不能从其表面逃走,因此这颗星是完全“黑”的,但这一推论随后被人遗忘。

1915年爱因斯坦发表广义相对论不久,德国数学家史瓦西得到了静态球对称情况下爱因斯坦场方程的一个解,解在一个特殊半径(后称史瓦西半径)处存在奇异性。

M87星系中心的超大质量黑洞的模拟图像。中间的黑色区域是黑洞的剪影。| 图片来源:Jason Dexter (左) and Kazunori Akiyama (右)

1939年美国物理学家奥本海默等也证明确实存在一个时间-空间区域,光也不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者。这一区域的边界称为视界,在静态球对称情况下,视界半径就是史瓦西半径。如果某天体的半径小于史瓦西半径,那么该天体就应该是“黑”的,无法被我们看到。

科学家们把这些引力极强而又“看不到”的特殊天体称为“黑洞”。因此,黑洞也是爱因斯坦广义相对论预言的一种产物。

宇宙中的黑洞是怎么被发现的?

他们发现在一些被X射线望远镜发现的双星(由一个致密星和另一个正常恒星组成)中,致密星的质量比中子星的质量上限(约为3倍太阳质量)还大,但半径却差不多,因此认为这些引力极强的致密星只能是黑洞。

目前在银河系中已发现20多个黑洞X射线双星,它们的黑洞质量大约是太阳质量的5到20倍。

最近几年,地面激光干涉引力波天文台(LIGO) 已宣布已探测到11对双黑洞并合产生的引力波,这些黑洞的质量都是几十个太阳质量。

天文学家通常把这些质量为几个到一百个太阳质量的黑洞叫恒星级黑洞。

二次世界大战后,雷达技术广泛用于射电天文,许多宇宙射电源被发现。这些射电源的光学像有的看起来很像恒星,但光谱观测显示它们本质上不是恒星,而是谱线有巨大红移的银河系外遥远天体。

这些被称为“类星体”的活动星系核能辐射出比银河系高成千上万倍的能量,其发光原理不能用核反应来解释。

科学家们认为类星体的能源来自于其中心质量极大的黑洞吸积周围物质所释放出的巨大引力能↓

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