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  • 庞大而饥饿——2019年关于黑洞最主要的七个发现

    2019年对于黑洞来说是非常重要的一年。4月份,随着第一张黑洞照片的问世,这些神秘的怪物终于展露出了真容。天文学家们运用视界望远镜,终于向世人证明了黑洞的存在。照片中这个坐落于M87星系的黑洞,质量甚至比太阳还要重65亿倍,正发出闪亮而炽热的红色光芒。

    庞大而饥饿——2019年关于黑洞最主要的七个发现

    随着功能更强大的显微镜以及先进技术的应用,各种新发现被先后提出,科学家们也因此可以逐渐对一些现有的困惑给出答案,同时提出新的问题。 通过这些新发现,科学家可以肯定一件事:黑洞有时候表现得非常怪异。为了纪念黑洞周,我们总结了今年所观察到的黑洞最怪异的一些行为,包括饥饿黑洞、诱使恒星绕其绕行的黑洞,以及其他所有相关行为。

    美国国家科学基金会天文科学部计划主任乔·佩斯博士解释了过去几年里,更高的清晰度是如何令科学家们观察到前所未有的、令人费解的现象的。“我们开启了一个全新的观测领域”,佩斯告诉Inverse,“同时我们也产生了更多的疑问,因为我们现在观测到的是一些我们从未见过的事物。”

    庞大而饥饿——2019年关于黑洞最主要的七个发现

    那么,话不多说,让我们一起看一下近年来关于黑洞的七个最奇怪的发现!

    7、我们所在的银河系中的黑洞可能会越来越“饥饿”

    让我们先从一个离地球并不远的黑洞开始说起。它位于银河系中心,离地球仅有26000光年的距离。5月13号,天文学家们观测到,这个黑洞的周边区域比之前亮了两倍。这种突然产生的光亮表示,有极丰富的星际气体和尘埃已经落入了黑洞中心,并被它所消耗。就这样,黑洞便落得了一个愈加饥饿的坏名声。然而,要确定这究竟是一次偶发现象,还是说这个位于银河系中心的黑洞真的对宇宙物质产生了更大的胃口,还需要进行进一步的观测。

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    图解:围绕着超大质量黑洞的尘埃和气体环几乎跨越了一千光年

    6.​一个巨大的、超大质量的黑洞

    我们已经知道,超大质量黑洞是非常之大的。然而今年八月份,天文学家们通过位于智利北部的阿塔卡玛大型毫米/次亚毫米波阵(ALMA)发现了迄今为止最大的黑洞——位于距地球约1亿光年的NGC 3258星系中心,推算质量达太阳的22.5亿倍!

    “我们还不能确定黑洞是如何达到这么大的重量,也还不知道它是怎么变得这么大的。”佩斯说。

    科学家们仍然不确定这些大黑洞是如何形成的,但是他们指出达到这样的体积可能需要不到10亿年的时间。

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    5、早期宇宙中的隐形黑洞

    这是黑洞最罕见的发现之一。天文学家们通过钱德拉X射线天文台,终于使这个神秘的隐身怪兽从一片气体云后现形。据报道,此黑洞是在宇宙形成之后不到十亿年内诞生的,距今已有近一百三十亿年的历史。黑洞在生长初期,通常隐藏在浓密的气体云后面,因为黑洞会消耗周围的物质来满足它急需的养分。而这种气体云使人们观测这些“年轻”的黑洞变得更加困难,因此,发现隐蔽的黑洞对于天文学家们来说是相当不错的乐事,因为它可以帮助他们更好地了解黑洞的演变。

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    4、矮星系中的小黑洞vs拥有大黑洞的小星系

    人们通常认为,黑洞是一种在巨大的星系中心燃烧着的明亮的块状生物。然而,今年两次连续的观测显示,黑洞的大小各有不同,它们的宿主星系也是如此。科学家在地球附近的一个矮星系中观测到一个黑洞,结果发现它比预期小40倍——仅是太阳质量的10000倍。人们大都相信银河系或更大星系的中心有一个超大质量的黑洞,但对较小星系的黑洞却知之甚少,并且是否每个星系中都必然存在黑洞也是一个未究明的问题。而第二次观测甚至产生了更多的谜团:矮星系居然在其微小的中心拥有一个超大质量的黑洞!长期以来,天文学家认为星系的大小确实很重要——星系越大,黑洞越大。但是这种不寻常的配对——一个仅有银河系大小百分之三的星系与一个质量超过太阳一百万倍的黑洞,推翻了之前的所有观点。

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    3、宇宙物质在黑洞周围呈现出摆动状态

    天文学家在距离地球不到8000光年的某个星系中观察到一个黑洞,并在它身上发现了一些非常奇怪的现象:快速移动的恒星物质热射流从黑洞周边区域射出后,在几分钟内就开始摆动并改变方向。

    天文学家团队使用美国国家科学基金会的甚长基线射电望远镜阵,观察到了黑洞吞噬附近一颗恒星物质的影像。该物质在黑洞周围形成了致密的圆盘,并随着其逐渐被拉近黑洞中心,该圆盘不断升温。但由于黑洞的引力太强,以至于圆盘周围的空间也被拉扯着还拉扯着。根据广义相对论,黑洞之类的大物体会扭曲它们周围的空间和时间。此外,由于黑洞的轴与其同伴星轨道的平面并未对准,所以其在空间上和时间上都牵拉着,从而产生出特征性的摆动。

    庞大而饥饿——2019年关于黑洞最主要的七个发现

    2、有着严格“饮食计划”的黑洞

    如果说我们目前已经发现了黑洞的一个特点,那就是它们是非常不稳定的。然而这个距离地球约2.5亿光年的黑洞却并非如此,它严格遵循一日三餐的习惯。即便是在人类的时间观念里,这也是一个定期的时程。每9个小时,这个黑洞就会吃一顿大餐——约10,000亿磅的恒星物质或相当于约四个卫星的能量。一组科学家通过一系列X射线爆破首先发现了这个奇怪的现象,这个黑洞的爆破发光比GSN 069星系一般情况下发射的亮度高出20倍。

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    1、这个饥饿的黑洞将不再饥饿

    换句话说,低亮度星系中的黑洞被认为是“饿死”的黑洞,因为它们的宿主星系缺乏足够的引力吸引宇宙中的物质来供黑洞“进食”。然而,天文学家们在距离地球约1.3亿光年的NGC 3147旋涡星系中心发现了一个黑洞,它的周围盘旋着一层薄薄的物质圆盘,而这个圆盘与在更高级星系中所观察到的类似。科学家们最初选择观察这个星系是为了证实他们关于“饿死黑洞”的理论,然而只发现了它有着丰富的食物供养。事实证明,这个黑洞终究不会耗尽食物而饿死。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. ahiygnaw- inverse

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