黑洞可能是大家最感興趣的天體,最靠近地球的黑洞是麒麟座V616,距離大約2800光年,這個(gè)距離遠(yuǎn)嗎?從最近的比鄰星4光年來(lái)比較,應(yīng)該是個(gè)非常遙遠(yuǎn)的距離,但從宇宙的尺度上來(lái)看,又是一個(gè)非常近的距離! 意大利國(guó)家研究所的博士生西爾維亞·貝拉迪塔和他的合作者研究表明,宇宙初期可能充滿了黑洞,而他們很幸運(yùn),觀測(cè)到了早期宇宙發(fā)出的一束耀眼的光芒,使得我們得以窺視到宇宙最初的時(shí)刻! 貝拉迪塔和他合作者們發(fā)現(xiàn)的有趣事實(shí) 在了解發(fā)現(xiàn)的有趣事實(shí)之前,先來(lái)個(gè)簡(jiǎn)單的鋪墊,因?yàn)橐忉尀槭裁茨芸吹侥敲催b遠(yuǎn)的一束光,要不然沒(méi)法解釋!現(xiàn)代天文學(xué)對(duì)于黑洞的形成有幾種理論:
一種認(rèn)為是恒星型黑洞,即超大質(zhì)量恒星在晚期直接坍縮而成或者在超新星爆發(fā)的過(guò)程中形成黑洞。 而另一種理論則是宇宙大爆炸時(shí)產(chǎn)生的原初黑洞,一般恒星型黑洞不太可能超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量的幾十倍,但原初黑洞則沒(méi)有上限。 還有一種是星云坍縮成數(shù)十萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量以上的相對(duì)論星體,這類天體會(huì)因其核心產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)所造成的徑向擾動(dòng)而開(kāi)始出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài),并會(huì)直接在沒(méi)有形成超新星的情況下坍縮成黑洞
現(xiàn)代天文觀測(cè)到的黑洞洞這太陽(yáng)的數(shù)百萬(wàn)倍,甚至高達(dá)數(shù)十億倍,顯然在誕生初期黑洞是沒(méi)有那么大的,所以黑洞有一個(gè)成長(zhǎng)過(guò)程: 吸積:黑洞誕生后,如果周圍有其他恒星或者星際塵埃等物質(zhì),那么它會(huì)不斷吸積而成長(zhǎng),但速度相對(duì)有限,因?yàn)樵谖镔|(zhì)掉落黑洞的過(guò)程中,會(huì)因?yàn)閴嚎s而出現(xiàn)全波段的電磁輻射,如果物質(zhì)太多,則會(huì)形成愛(ài)丁頓極限效應(yīng),即光輻射會(huì)降低吸積速度,從而趨向一種平衡。 合并:黑洞合并是一條捷徑,但并不是小型黑洞能合并,超大質(zhì)量的黑洞甚至星系合并過(guò)程中同時(shí)完成,未來(lái)的銀河系和仙女星系在合并后中心的黑洞也有可能合并。
合并的黑洞能產(chǎn)生強(qiáng)大的引力波得以讓我們探知,LIGO發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)引力波事件就是雙黑洞合并,但在沒(méi)有引力波事件發(fā)生時(shí)我們就沒(méi)法觀測(cè)了? 并不是,黑洞在吸積物質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的全波段電磁輻射,比如X射線和伽瑪射線,以及可見(jiàn)光和低頻電磁輻射,2019年4月10日對(duì)M87星系中央的黑洞成像用的就是毫米波(電磁波段),不過(guò)想要看到宇宙誕生初期黑洞吸積物質(zhì)的光芒,那就沒(méi)轍了? 也不是,因?yàn)楹诙丛谖e物質(zhì)時(shí)會(huì)在自轉(zhuǎn)盤面的垂直中心向兩側(cè)延伸出一條相對(duì)論性噴流,一般認(rèn)為相對(duì)論性噴流的直接成因是中心天體吸積盤表面的磁場(chǎng)沿著星體自轉(zhuǎn)軸的方向扭曲并向外發(fā)射形成,相對(duì)性噴流是超新星爆發(fā),黑洞吸積中的伽瑪射線暴主要成因,這些噴出的粒子速度是宇宙中最快的速度之一。 這種伽馬射線爆發(fā)非常強(qiáng),假如參宿四爆發(fā)因?yàn)榫嚯x640光年地球不會(huì)有任何問(wèn)題,但如果相對(duì)性噴流對(duì)著地球,那么可能會(huì)導(dǎo)致地球文明毀滅,不過(guò)可以放心的是參宿四的自轉(zhuǎn)軸角度和地球方向差得遠(yuǎn)了。
他們觀測(cè)到了從遙遠(yuǎn)宇宙?zhèn)鬟_(dá)到地球一束強(qiáng)烈光芒,根據(jù)推測(cè)這種極有可能來(lái)自宇宙大爆炸后的第一批恒星時(shí)期的光子,是早期宇宙中黑洞正在大量吞噬物質(zhì)的相對(duì)論性噴流,根據(jù)這種噴流的特性,它的角度非常狹窄,簡(jiǎn)單的說(shuō),如果有一束噴流對(duì)著地球,那么在宇宙中就有千千萬(wàn)萬(wàn)束噴流,每一束噴流后都代表了一個(gè)巨型甚至超巨型黑洞。 那么多超巨型黑洞都去哪了?這正是要解答的問(wèn)題,但問(wèn)題其實(shí)也不難回答,因?yàn)樵谟钪嬲Q生9億年時(shí)候整個(gè)宇宙大小大遠(yuǎn)沒(méi)有現(xiàn)在大,簡(jiǎn)單的說(shuō)就像一調(diào)羹糖倒入了池塘,它們盡管都還在,但卻嘗不出任何味道了! 但它們并未消失,也未稀釋,甚至現(xiàn)在我們都可以一個(gè)個(gè)將它們數(shù)出來(lái),因?yàn)槊恳粋€(gè)超大黑洞都成了星系的中心,比如銀河系中心的Sgr A*黑洞是太陽(yáng)的400萬(wàn)倍,M87*黑洞是太陽(yáng)的65億倍,當(dāng)前觀測(cè)到宇宙最大的兩個(gè)黑洞是:
![]() ![]() 當(dāng)年在池塘里游泳的小屁孩現(xiàn)在都成了一個(gè)個(gè)星系中心的頂梁柱,沒(méi)有黑洞強(qiáng)大的引力支持,星系根本無(wú)法形成,所以當(dāng)各位觀測(cè)深空天體(很多都是星系,比如M31)時(shí)請(qǐng)不要忘記YY一下那中心巨大的黑洞。 |
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