揭秘宇宙中最隐秘的进食者
发布时间：2023-09-18 12:32:05 所属栏目：外闻 来源：未知
导读： 在广袤的宇宙中，有一种最令人费解和最能震撼天际的力量———那就是黑洞！它们的极强重力让一切包括光线在内的事物尽数臣服其下。黑洞的存在已经被多种观测证据所证实
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在广袤的宇宙中，有一种最令人费解和最能震撼天际的力量———那就是黑洞！它们的极强重力让一切包括光线在内的事物尽数臣服其下。黑洞的存在已经被多种观测证据所证实，例如引力波、X射线和射电波等。但是，黑洞究竟是如何形成的，它们又是如何进食和成长的呢？ 黑洞的形成通常与恒星的死亡有关。当一颗质量足够大的恒星耗尽了其核心的燃料时，它会发生超新星爆炸，将其外层抛向外空间，而其内核则会坍缩成一个密度极高、半径极小的物体。如果这个物体的质量超过了某个临界值（称为托尔曼-奥本海默-沃尔科夫极限），那么它就会形成一个黑洞。这种类型的黑洞被称为恒星质量黑洞，它们的质量通常在几倍到几十倍太阳质量之间。 另一种类型的黑洞被称为超大质量黑洞，它们的质量可以达到数百万到数十亿倍太阳质量。这些巨型黑洞通常位于星系中心，它们可能是由早期宇宙中形成的原始黑洞或恒星团中合并的小型黑洞演化而来。超大质量黑洞对其周围的星系有着重要的影响，它们可以通过引力和辐射调节星系的形成和演化。 不管是哪种类型的黑洞，它们都有一个共同的特征，那就是它们都有一个事件视界。事件视界是一个球形的表面，它将黑洞与外部世界隔开。任何进入事件视界的物质或信息都无法再返回或传递出去，因此我们无法直接观测到黑洞内部发生了什么。事件视界的半径与黑洞的质量成正比，被称为施瓦茨希尔德半径。 由于事件世界对外部世界是不透明的，我们只能通过间接的方式来探测和研究黑洞。其中最常用和最有效的方法之一就是观测黑洞周围发生的现象。当一个黑洞靠近一些物质时（例如气体、尘埃、行星或恒星），这些物质并不会立即被吸入视件视界，而是会在黑洞周围形成一个旋转的圆盘结构，称为吸积盘。吸积盘中的物质会因为相互碰撞和摩擦而变得非常热，从而发出强烈的电磁辐射，包括可见光、紫外线、X射线等。这些辐射可以被地球上或太空中的望远镜捕捉到，从而揭示出黑洞的存在和特征。 “我们经常认为黑洞是像吸尘器一样吸收物质。但这并不是一个很好的方式来思考黑洞。”专门研究黑洞的梅努斯大学皇家学会大学研究员约翰·里根说。“就其周围的星系的大小而言，黑洞是微不足道的。所以，事实上，特别是对于小型黑洞来说，你几乎更好地把它们想象成风中的羽毛。”这个比喻指出了黑洞可以漂浮在星系中，非常幸运的少数最终会发现自己处于富含气体和尘埃的密集环境中，从而开始积累质量。里根补充说，在这样的环境中找到一个小型黑洞是“非常不可能”的，大多数黑洞最终会在空间中没有或几乎没有气体可供进食的地方。 因此，与从远处不可避免地将质量拉向它们的想法相反，黑洞依赖于一开始就处于一个有充足食物的区域。然而，即使如此，幸运的黑洞也依赖于一个外部的传递机制来给它们带来物质。这个机制可能是由于黑洞周围的物质受到其引力的扰动，从而改变了其轨道和速度，使其更容易被捕获。或者，这个机制有时可能是由于这个黑洞与其他类型的天体（例如恒星或运动的行星）发生相互作用，从而导致一些看不见摸不着的物质被神秘地转移或交换。 当一个黑洞靠近一颗恒星时，它可以以不同的方式进食。如果这颗恒星的质量比黑洞小得多，那么它可能会被整个吞噬掉。这种情况很少发生，只有在最大型的黑洞附近才有可能。更常见的情况是，当一个黑洞进食一颗恒星时，它先用潮汐力拉伸和压缩它，在一个过程中称为意大利暖化或潮汐破裂事件（TDE）。 “TDE基本上是当一颗恒星走得太靠近一个超大质量黑洞，被黑洞周围的潮汐力撕裂时发生的。”哈佛和史密森尼天体物理中心的射电天文学家伊维特·森德斯说道。“恒星的解除束缚实际上是非常快的。这个过程就像几个小时，顶多。” 在TDE中，被撕裂的恒星物质有一部分会被抛向远处，而另一部分则会落入吸积盘中，并最终被吸入视件视界。在这个过程中，吸积盘会发出强烈的辐射信号，特别是X射线和射电波。这些信号可以持续几个月甚至几年，为天文学家提供了观测和分析TDE的机会。 除了TDE之外，还有另一种方式可以让黑洞进食恒星，那就是通过二元系统。如果一个黑洞与一颗恒星形成一个稳定的轨道系统，那么它们就构成了一个二元系统。在这样的系统中，黑洞可以通过其引力从恒星上剥离一些物质，并让这个恒星受害者仍然活着，同时逐渐进食它。这个过程加速了受害者恒星的死亡，当它最终死亡时，它本身可能会留下一个第二个黑洞在系统中。 这样一个系统的例子是天鹅座X-1，其中一颗质量约为太阳的25倍的蓝超巨星绕着一颗质量约为太阳的8到10倍的致密物体运行——被认为是一颗恒星质量黑洞（天文学家观测到的最小类型的黑洞）。这个疑似黑洞从周围强烈地发出X射线，可能是因为恒星物质被从恒星上剥离，并通过吸积盘落向事件视界。我们的研究表明，这个黑洞的质量非常小，只有太阳质量的千分之一左右，但它的引力足以吞噬一个行星。 （编辑：宁德站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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