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发表于 2020-2-27 17:20:35
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黑洞是什么?
黑洞是外层空间中最奇怪、最引人入胜的天体,它们的物质之间非常密集,并具有非常强的引力,以至于当光线足够接近时,它就再也没有办法逃脱。因为没有光线可以从黑洞那里逃脱出来,所以我们称其为“黑”洞。
爱因斯坦于1916年用广义相对论首次预测了黑洞的存在 。“黑洞”一词是由美国天文学家约翰·惠勒(John Wheeler)于1967年提出的,并在1971年发现了有史以来第一个物理黑洞。
然后,在2019年,事件地平线望远镜(EHT)发布了有史以来第一张记录的黑洞图像。EHT扫过M87星系中心时发现没有东西可以从一个区域内逃脱。该图像映射了光子(光粒子)的突然损失。到目前为止,天文学家已经确定了三种类型的黑洞:恒星黑洞、超大质量黑洞和中间黑洞。
恒星黑洞-小而数量众多
当恒星燃烧完最后的燃料时,该物体可能会塌陷或掉入其自身中。对于较小的恒星(那些恒星的质量约为太阳质量的三倍)新的核将成为中子星或白矮星。但是,当一颗较大的恒星坍塌时,它会继续压缩并形成一个恒星黑洞。
由单个恒星坍缩形成的黑洞相对较小,但密度却令人难以置信。它们能够将一个太阳质量的三倍的恒星压缩成一个城市大小直径的球。然后,恒星黑洞会吸收周围星系中的灰尘和气体,这会使它们的尺寸不断增大。我们的银河系中就包含了数亿个恒星黑洞。
超大质量黑洞-非常巨大
小黑洞遍布整个宇宙,但是超质量黑洞才是占主导地位的黑洞。这些巨大的黑洞是太阳质量的数百万甚至数十亿倍,但直径大小大致相同。人们认为这种黑洞几乎位于每个星系的中心,包括银河系。
科学家们不确定如此大的黑洞是如何产生的。一旦这些超大质量黑洞形成,它们就会从周围的尘埃和气体中收集质量,这些物质在银河系的中心大量存在,从而可以成长为更大的尺寸。
超大质量黑洞可能是成百上千个小黑洞合并在一起的结果。第二种可能是巨大的气体云也可能造成爆炸,坍塌并迅速积聚质量。第三种可能是恒星团的崩溃,一群恒星全部聚在一起。第四种可能是超大质量的黑洞可能是由大群暗物质引起的。我们可以通过引力对其他物体的观察来观察这种物质。但是,我们不知道暗物质是由什么组成的,因为它不发光并且不能直接观察到。
中间黑洞-质量适中
科学家们曾经认为黑洞只有小尺寸和大尺寸,但最近的研究显示,可能存在中间黑洞(IMBHs)。当团簇中的恒星在连锁反应中发生碰撞时,可能会形成此类物体。然后,在同一区域中形成的多个IMBH最终可能会落在星系的中心,并形成一个超大质量的黑洞。2014年,天文学家 在旋涡星系的手臂中发现了一个 中间质量的黑洞。
图注:事件地平线望远镜是通过国际合作制造的,由八台地面射电望远镜组成的行星级阵列,捕获了这张银河系M87中心超大质量黑洞及其阴影的图像。
从2018年开始的最新研究表明,这些IMBH可能存在于矮星系(或非常小的星系)的中心。对10个这样的星系的观测(在最新的调查之前,其中5个星系以前是科学界未知的),发现X射线活动(黑洞中很常见)表明存在36,000至316,000太阳质量的黑洞。该信息来自斯隆数字天空调查,该调查检查了大约一百万个星系。
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