黑洞——神秘的吞噬者,到底为何物?

天文在线

发布时间:10-0915:10

宇宙里有这样一个地方,这个地方引力大到甚至连光都无法逃脱,这就是黑洞。在黑洞里,物质被挤压到一个十分微小的空间里,因此引力才会如此之强,而这种情况通常发生在一颗恒星将要消亡的时候。

图解 : 一位艺术家绘制的名为天鹅座X-1的黑洞。他是由一颗大恒星的塌陷而形成的,形成之后从旁边的蓝星上吸入物质。

因为没有光能够从黑洞中透射出来,所以没有人能够看到黑洞,他们是不可见的。可是如果我们拥有特殊的天文望远镜,他们则可以帮助我们找到黑洞,因为这些特殊设备能够观测到那些离黑洞很近的恒星与其他恒星有怎样不寻常的表现。

黑洞有多大?

黑洞其实是可大可小的。科学家认为,最小的黑洞可能与一颗原子一样小。虽然这些黑洞非常小,但是质量却有一座山那么大。我们需要知道,质量指的是一个物体所含物质的量。

图解:一位艺术家绘制的银河系的景象。科学证据表明,银河系的中央有一个超大质量黑洞。

另一种黑洞被称之为“恒星级黑洞”,他们的质量能够达到太阳的20倍。地球所在的星系,也就是我们所熟知的银河系,可能有许多恒星级黑洞存在。

图解:人马座A是银河系中央的黑洞。

最大的黑洞被称之为“特大质量黑洞”。这些黑洞的质量总和超过了100万个太阳。科学家们已经能够证实,在每一个大星系的中央都存在着一个特大质量黑洞。银河系中央的特大质量黑洞被称之为人马座A,其质量相当于400万个太阳,而他的内部可以放置一个能容纳几百万个地球的大球。

图解:这一幅银河系中央的图片是由钱德拉X射线天文台所拍摄的。

黑洞是怎么形成的呢?

科学家们认为,最小的黑洞在宇宙初期就已经形成。而一些恒星因为其核心在自身重力的作用下开始收缩或者坍塌,随即产生超新星爆炸,并将恒星的一部分喷射至太空之中,由此形成恒星级黑洞。此外,超大质量黑洞是与其所在星系同时形成。

图解:位于M87中心的超大质量黑洞,推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上第一张直接对黑洞观测的天文影像,由事件视界望远镜所拍摄,发表于2019年4月10日。

黑洞这么“黑”,科学家们是如何探知他们的所在呢?

黑洞不可见是因为他强大的引力会把所有的光都吸入其中。但是科学家们可以通过这种引力对周围恒星或星际云气团的影响来获取黑洞存在的信息。他们可以通过研究恒星来确定这些星星们是否在绕着黑洞本身,又或者是绕黑洞轨道运行。

当黑洞和恒星靠近时,就会产生高能光。人类的眼睛是看不见这种光的。科学家们也只能在太空中使用卫星和望远镜来观测他。

图解:大麦哲伦云面前的黑洞(中心)的模拟视图。请注意引力透镜效应,从而产生两个放大,以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部,扭曲成一个弧形。

黑洞能够毁灭地球吗?

黑洞不会在宇宙中四处吞噬恒星、卫星和行星。地球也不会掉入黑洞,因为没有一个黑洞离太阳系足够近并且可以让地球掉入其中。即便是一个与太阳有同等质量的黑洞代替了太阳,地球也不会掉进去。黑洞的引力与太阳相同,地球和其他行星将会绕着黑洞转,就像它们现在绕着太阳转一样。而太阳也绝不会变成黑洞,因为太阳的体积还不足以形成黑洞。

图解:艺术家笔下的黑洞。

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)是怎么研究黑洞的?

NASA正在利用太空中的卫星和望远镜探索黑洞。这些宇宙飞船可以帮助科学家们解开许多宇宙中的谜团。

相关知识延伸阅读

黑洞是根据广义相对论所推论、在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽后发生引力坍缩而形成。黑洞的质量是如此之大,它产生的引力场是如此之强,以致于大量可测物质和辐射都无法逃逸,就连传播速度极快的光子也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体,故名黑洞。

图解:质量达太阳10倍的黑洞之计算机模拟图

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.Flint Wild-NASA- Villa&阳光和盐

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