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科學報 科學文摘 宇宙

饑餓又貪婪,危險而誘人,盤點2019年的七個神奇黑洞


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更新日期:2022416
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讓我們為黑洞周慶祝這神秘的宇宙天體!

對黑洞來說,2019年是相當重要的一年。2019年4月,這些神秘的怪物終於露面了,這是地球上有史以來第一張黑洞照片。通過視界望遠鏡,天文學家終於向世界提供了黑洞存在的物理證據。這個位於M87星系的黑洞顯示出它那閃亮而熾熱的光芒,其質量是太陽的65億倍。

隨著科學家們獲得了更強大的望遠鏡和更先進的技術,隨之被揭露的真相回答了一些老問題,也帶來了一些新問題。

通過這些新的發現,科學家已經確定了一件事:黑洞有時會表現得相當怪異。為紀念黑洞周,我們來回顧今年觀察到的一些最古怪、最離奇的現象,包括饑餓的黑洞、引誘恒星圍繞其運行的黑洞,以及介於兩者之間的一切。

約翰·佩斯博士是美國國家科學基金會天文科學部的項目主任,他解釋了在過去的幾年裏,更清晰的觀測為何會導致前所未有的、常常令人困惑的結果。

“我們開啟了新的觀測領域,”佩斯告訴我們,“我們還是有許多問題,因為我們看到了以前從未見過的東西。”

言歸正傳,以下是近年來發現的7個最奇怪的黑洞:

7.位於我們星系的那個黑洞可能會越來越餓

我們從一個離我們的家園不遠的黑洞開始,它距離銀河系中心只有26,000光年。5月13日,天文學家觀測到黑洞周圍區域的亮度是以前的兩倍。

光的突然爆發表明大量的星際氣體和塵埃落到黑洞的中心並被黑洞吞噬,這給了它一個不討喜的名聲:它變得越來越餓了。

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然而,我們還需要進一步的觀察來確定,這是一次性的現象,還是這個銀河系中心的黑洞對宇宙物質有了更大的胃口。

這個超大質量黑洞周圍的塵埃和氣體環直徑近1000光年。

6. 一個非常非常巨大的黑洞

我們都知道超大質量黑洞非常龐大,但在8月份,在智利北部使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)的天文學家們發現了迄今為止最大的一個。它位於NGC 3258星系,距離地球約1億光年,是一個超大質量黑洞,其質量是太陽的22.5億倍。

佩斯表明:“我們不確定黑洞是如何獲得這麼龐大的質量,又是如何變得這麼大的。”

科學家們仍然不確定這些大黑洞是如何形成的,但達到這個大小可能只需要不到10億年的時間。

5. 早期宇宙中被隱藏的黑洞

這是最罕見的黑洞目擊事件之一。錢德拉X射線天文台的天文學家團隊發現,這個神秘的隱形怪物出現在一團氣體之後。據報道,這個黑洞在宇宙誕生後不到10億年就出現了,年齡接近130億年。

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在黑洞的生長期,它們消耗周圍物質以獲取所需營養時形成的氣體雲容易將黑洞隱藏起來。

這種氣體雲使得發現這些早期黑洞變得更加困難,因此,觀測到被隱藏的黑洞對天文學家來說是件好事,這能幫助他們更好地理解黑洞的演化。

4. 矮星系中的小黑洞vs.大黑洞中的小星系

黑洞通常被認為是巨大星系中心燃燒著的明亮、巨大的生命。但今年的兩次連續觀測表明,黑洞的大小各不相同,它們位於的主星系也是如此。

科學家們在附近的一個矮星系中測量了一個黑洞,結果發現它比他們最初預期的要小40倍——質量只有太陽的1萬倍。在人們的普遍認知裏,銀河系大小或更大尺寸的星系中心有超大質量黑洞,但對於較小星系中的黑洞以及黑洞是否必然存在於它們之中卻知之甚少。

另一項觀測結果則更加離奇:一個微小的矮星系中心有一個超大質量的黑洞。很長時間以來,天文學家們都認為星系的大小黑洞大小是有一定關系的——星系越大,黑洞就越大。而這個不尋常的組合,一個只有銀河系3%大小的星系和一個質量超過太陽100萬倍的黑洞,顛覆了之前科學家對此所有的認知。

3.宇宙物質圍繞它擺動

天文學家們在離地球近8000光年的星系附近觀測到一個黑洞,發現了一些相當奇怪的現象。快速移動、熾熱的恒星物質噴流從黑洞周圍的區域噴射出來,這些噴流在幾分鐘內搖擺不定、不斷轉向。

通過美國國家科學基金會的超長基線陣列,天文學家團隊發現此黑洞正在吞噬它附近的一顆恒星。恒星的物質在黑洞周圍形成了一個致密的圓盤,當它被拉向黑洞中心時,溫度不斷升高。但是黑洞的引力過於強大,以至於它在撕扯周圍的空間。

根據廣義相對論,像黑洞這樣的大質量物體可以扭曲它們周圍的空間和時間。由於黑洞的軸與它的伴星軌道的平面不一致,黑洞在時空中產生了它特有的擺動。

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2. 一個有嚴格飲食計劃的黑洞

如果說目前我們對黑洞有什麼了解的話,那就是它們非常不穩定。但是這個位於2.5億光年之外的黑洞並非如此,它一天要吃三頓飯。這是十分規律的作息,即使在人類的時間觀念裏。

每9小時,這個黑洞就會消耗掉一頓豐盛大餐——大約一百億億億磅的恒星物質,約等於4顆衛星。

一個科學家團隊第一次注意到這個奇怪行為是由於一組X射線爆發,這些爆發比平常來自星系GSN 069的亮度要亮20倍。

1. 這個饑餓的黑洞不再饑餓

低光度星系中的黑洞往往被認為是“饑餓的”黑洞,因為它們的主星系缺乏足夠強大的引力來為黑洞提供足夠的宇宙物質。

然而,距我們約1.3億光年的螺旋星系NGC 3147中心發現了一個黑洞,它被一層薄薄的物質圓盤環繞,類似於在質量更大的星系中觀察到的圓盤。

科學家們最初選擇觀察這個星系是為了證實他們關於黑洞饑餓的理論,認為它們有健康的飲食選擇。

總之,這個黑洞並沒有錯過它的美餐。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Passant Rabie- K君- inverse

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