黑洞很“明亮”，为何银河系中心黑洞却如此昏暗？

鬼子进了村部

作者：新浪探索

热气体落入银河系中心的超大质量黑洞人马座A*的场景（计算机模拟）

根据定义，黑洞是宇宙中密度极为巨大的天体，因此具有极其强大的引力，以至于光都无法逃脱。但是，如果你随便问一个天体物理学家，他们都会说黑洞是宇宙中最明亮的物体之一。这是怎么回事呢？

　　

在某种程度上，这么说的原因在于黑洞并不是单独存在的。位于星系中心的超大质量黑洞通常被灼热的气体云所包围，而当这些物质流入黑洞时，就能在星系最黑暗的地方产生宇宙光环。

2019年5月，人马座A*爆发了一次巨大的耀光，这是由凯克望远镜拍摄的红外图像

　　

奇怪的是，银河系中心的黑洞却不像天体物理学家预期的那样明亮。相对而言，弄清银河系中心黑洞为何如此昏暗的原因，将有助于我们了解光线与落入黑洞的物体之间的联系。

　　

为什么黑洞如此明亮？

黑洞发光的方式有许多种。当来自附近恒星的气体落入黑洞时，这些气体会像排水口的水流一样产生螺旋。在这个时候，气体会相互摩擦，逐渐升温。这基本上就和用两根木棍生火的过程是一样的，只不过落入黑洞的气体可以达到数百万度的高温。

　　

组成这些气体的原子会被拉扯开，产生大量的正离子和负电子。搅动的带电粒子会产生湍流磁场，将气体汇聚成两股指向相反方向的喷流。如果其中一股喷流的角度恰好指向地球，我们就会看到一个明亮的黑洞。

　　

不过，有时我们也不需要直接位于喷流的路径上。这些喷流也可能撞击附近的气体云，甚至邻近的星系，从而产生独特的辉光。

　　

银河系中心的“昏暗”黑洞

在我们银河系的中心，存在着有一个异常平静的“怪物级”黑洞。资深天文学家、事件视界望远镜（EHT）项目科学家包杰夫说：“作为一个黑洞，作为一个能量系统，它几乎是死的。”

　

　

那到底是为什么呢？我们知道有某种机制可以阻止物质到达银河系中心，或者到达黑洞本身并落进去，但是我们还没弄清楚这种机制到底是什么。

　　

一种观点认为，当气体落入黑洞并被加热时，压力的增加会将气体推出。事实上，在不久前发表于《天体物理学杂志》的一篇论文中，公布了对钱德拉X射线卫星观测数据的统计分析结果。在长达一年的时间里，该卫星对银河系中心黑洞人马座A*进行了持续观测。研究发现，人马座A*附近的热气体正在向外移动并逐渐冷却。

　　

然而，人马座A*并没有死。它还在一直活动，有时会变亮几百倍。天文学家不确定这些耀光是热气体团落入黑洞的结果，还是激波穿过气体，或者是磁性物质的弓形折断的结果，就像以弧线抛射出去的太阳耀斑一样。

　　

为了获得整个过程的全貌，天文学家试图同时通过多种不同类型的望远镜来观察人马座A*。事件视界望远镜（EHT）是其中的重点。该计划将11个遍布地球的望远镜结合起来，形成一台口径相当于地球直径的虚拟望远镜。EHT可以观测到发光的气体如何在黑洞的外围缓慢移动，然后落入黑洞。其他望远镜可以观测到离黑洞更远的地方发生了什么。然后，天文学家可以比较这些观测结果，了解究竟是什么导致了耀光。

　　

最早在2017年时，EHT开始用这11台望远镜中的8台观测人马座A*（余下3台在后来也加入了观测行列）。每年春天，EHT的所有望远镜只能观测10天，这是一个极其短暂但能够极大减少误差的观测窗口。不幸的是，2018年的恶劣天气限制了观测，而在2019年，技术故障迫使天文学家取消了观测计划。

　　

不过，天文学家在2017年获得了幸运的结果。他们不仅能够通过太空中的钱德拉X射线望远镜的观测来协调EHT的运行，而且恰好观测到了人马座A*发出耀光的时候。目前天文学家还没有公布这些数据。

　　

不走运的是，原定于3月26日开始的2020年观测活动日COVID-19疫情的爆发而取消。天文学家将不得不推迟到2021年再对人马座A*进行下一次观测。银河系中心这个安静的黑洞将不得不继续等待。

原文地址：今日头条  ,无意在网上看到这篇文章，深有同感。所以分享。