超大质量黑洞(为什么超大质量黑洞的密度甚至比水还要低)_黑洞_类星体_星系

本文目录

  • 为什么超大质量黑洞的密度甚至比水还要低
  • 一个星系只有一个超大质量黑洞吗
  • 类星体与星系中心大质量黑洞的区别是什么
  • 科学家最新发现的83个超大质量黑洞年龄有多大
  • 超大质量黑洞会导致星系旋转吗为什么
  • 如果地球附近出现超大质量黑洞,地球会受到什么影响
  • 即将宣布的与超大质量黑洞照片有关的重大成果将会是啥
  • 银河系中心的SgrA超大质量黑洞到底有多厉害
  • 超大质量黑洞会吞噬宇宙吗
  • 为何超大质量黑洞会如此之大

为什么超大质量黑洞的密度甚至比水还要低

谢邀。

黑洞是宇宙中最为极端的天体之一,它们产生的极端引力场可以把光束缚住。黑洞之所以能够产生,是因为大量的物质被压缩到极小的空间中。那么,这是否意味着黑洞的密度会非常极端呢?

黑洞的结构可以简单认为由两部分组成,一部分是位于中心并且聚集了所有质量的无穷小奇点,还有一部分是能够困住光的极度弯曲空间。显然,黑洞奇点的密度无限大,因为奇点的体积无穷小,质量都在其中。

然而,如果算上周围弯曲空间的范围,黑洞的平均密度就没有那么大。黑洞的质量越大,平均密度越低,甚至有些超大质量黑洞的平均密度比水和空气还要低。那么,为什么会出现这样的情况呢?不久前观测到的M87星系超大质量黑洞的平均密度有多少呢?

根据引力场方程的史瓦西解,黑洞的半径r(史瓦西半径)只与质量M有关,两者成正比,其公式如下:

在上式中,G为万有引力常数,c为光速。

另一方面,黑洞的体积V与半径立方成正比:

因此,黑洞的平均密度ρ公式如下:

可以看到,黑洞的平均密度反比于质量平方。由于随着质量的增加,体积增加的更快,所以黑洞的平均密度会随之迅速下降。

对于质量为太阳3倍的理论最小恒星级黑洞,其平均密度可达2×10^18千克/立方米,相当于水的2000万亿倍。对于拥有430万倍太阳质量的银心超大质量黑洞——人马座A*,它的平均密度已经下降到100万千克/立方米,相当于水的1000倍。如果黑洞的质量达到太阳的1.36亿倍,其平均密度与水相当。

对于拥有65亿倍太阳质量的M87星系超大质量黑洞,它的平均密度仅为0.436千克/立方米,这要比密度为1.3千克/立方米的空气还低。

一个星系只有一个超大质量黑洞吗

研究伽马射线发射的天文学家发现,某些活跃的星系似乎在以有规律的模式发出爆炸。研究小组指出,这可能是星系中心有两个超大质量黑洞的迹象。传统观点认为,潜伏在大多数星系中心的是一个超大质量黑洞。银河系就是一个完美的例子--Sagittarius A*距离地球约26,000光年,质量约为太阳的400万倍。

虽然人们普遍认为星系只存在一个超大质量黑洞,但某些星系可能存在两个超大质量黑洞在理论上却是行得通的。现在,一个国际研究小组就发现了可能是这种情况的首个证据。该团队当时正在研究活动星系核(AGN)的伽马射线发射。这些高能天体位于星系中心,当那里的黑洞吞噬物质时则会释放出大量的光。

大多数情况下,这些辐射是随机发生的。但研究小组却在其中发现了一些重复的可预测模式,这表明它们背后存在某种新的机制。

据悉,研究人员对NASA费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜收集到的十年数据展开了研究。通过回顾这段时间,研究小组发现了伽马射线信号的长期模式,而这些模式在较短的观测过程中会被忽略。

在此过程中,研究人员用循环伽马射线信号记录下了11次AGN,平均每两年重复一次。不过考虑到2000多个星系的研究对象,这个数字显得非常小。

这项研究的论文合著者Sara Buson表示:“以前,我们只知道拥有两个耀变星体的伽马射线亮度会周期性变化。多亏了我们的研究,我们可以自信地说,这种行为存在于其他11种来源中。此外,我们的研究还发现了其他13个有周期性发射迹象的星系。但要确定这一点我们则需要等待更多来自Fermi-LAT(望远镜)的数据。”

那么到底是什么导致这些信号像时钟一样地重复?对于研究人员来说,他们在未来的工作中需要对几个理论展开研究。

该项研究的论文作者之一Marco Ajello指出,他们目前考虑了几种可能性--从由喷射产生的灯塔效应到物质流变化再到黑洞,但在解答这种周期性现象时一个非常有趣的答案则是一对超大质量黑洞的旋转,“了解这些黑洞与其环境的关系对于星系形成的完整图景至关重要。”

随着仪器在未来几年收集更多的数据,答案可能会浮出水面。

类星体与星系中心大质量黑洞的区别是什么

类星体与星系中心大质量黑洞的区别是什么?

?类星体20世纪60年代被发现后的今天,天文学界众说纷纭,陆续提出了各种模型,试图解释类星体的能量来源之谜,比较有代表性的有以下几种:

黑洞假说→类星体的中心是一个巨大的黑洞,它不断吞噬周围的物质,并且辐射能量。

白洞假说→与黑洞一样,白洞同样是广义相对论预言的一类天体。与黑洞不断吞噬物质相反,白洞源源不 断地辐射出能量和物质。

反物质假说→认为类星体的能量来源于宇宙中的正反物质的湮灭。

巨型脉冲星假说→认为类星体是巨型的脉冲星,磁力线的扭结造成能量的喷发。

近距离天体假说→认为类星体并非处于遥远的宇宙边缘,而是在银河系边缘高速向外运动的天体,其巨大 的红移是由和地球相对运动的多普勒效应引起的。

超新星连环爆炸假说→认为在起初宇宙的恒星都是些大质量的短寿类型,所以超新星现象很常见,而在星 系核部的恒星密度极大,所以在极小的空间内经常性地有超新星爆炸。

恒星碰撞爆炸:认为起初宇宙较小时代,星系核的密度极大,所以常发生恒星碰撞爆炸。

综合上述,这里本人以科学界多数的黑洞说法来表明观点。

类星体和黑洞的区别在于,黑洞是一颗独特的天体,它可以出现在星系的中心,甚至能够出现在恒星系以及星团的中心;但类星体几乎都是处于星系的核心区域,其类星体也是由超大质量黑洞、吸积盘、高能射线组成。所以说类星体的形成早于黑洞,它当时有非常多的物质被黑洞吞噬,而吞噬的物质最终因引力构造为形成巨大的吸积盘;而后再被黑洞的加热后并以高能射线的形式释放出去。故类星体是活跃的星系核中心。

20世纪60年代,天文学家在茫茫星海中发现了一种奇特的天体,从照片看来如恒星但肯定不是恒星,光谱似行星状星云但又不是星云,发出的射电(即无线电波)如星系又不是星系,那么它到底是什么呢?

答案就是类星体,它是宇宙中最明亮的天体。类星体是类似恒星天体的简称,又称为似星体,魁零或类星射电源,与脉冲星,微波背景辐射和星际有机分子一道并称为20世纪60年代天文学”四大发现”。长期以来,它总是让 天文学家感到困惑不解。

类星体是宇宙中最明亮的天体, 它比正常星系亮1000倍。同时,它也是迄今为止人类所观测到的最遥远的天体,距离地球至少100亿光年。类星体是一种在极其遥远距离外观测到的高光度和强射电的天体。类星体比星系小很多,但是释放的能量却是星系的千倍以上,类星体的超常亮度使其光能在100亿光年以外的距离被观测到。类星体的核心也是一颗超大质量的黑洞,其内部的黑洞质量约为太阳质量的10亿倍以上,虽然它也属于超大质量黑洞,但是但它却不是类星体。

⚽黑洞是宇宙中最为强大的天体,它有庞大的质量和致命的引力(它的引力大于光的逃逸速度),以及幽灵般的身影。黑洞根本不是一个洞,而是一个巨大的物质挤在一个很小的空间里。

⚾发现黑洞非常不容易,都是观测它周围的恒星以及它产生的高能射线,由于它的巨大引力会使周围的恒星围绕着它公转,天文学家通过计算恒星的公转速度轨道以及质量,才能知道黑洞的大概质量。

黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程,而中子星是处于演化后期的恒星, 它是在老年恒星的中心形成的。根据科学家的计算,当老年恒星的质量大于十个太阳的质量时,它就有可能最后变为一颗中子星,而质量小于十个太阳的恒 星往往只能变化为一颗白矮星。

中子星的密度为10¹¹千克/立方厘米,也就是每立方厘米的质量竞为一亿吨之巨。乒兵球大小的中子星相当于地球上一座山的重量,而一个中子化的火柴盒大小的物质,需要96000个 火车头才能拉动。

恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩、坍陷发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。

知足常乐2022.4.3日晚于上海

科学家最新发现的83个超大质量黑洞年龄有多大

超大质量黑洞在宇宙中其实是很普遍的,并且它们的寿命都是很长的,但科学家现在还不清楚这些超大质量黑洞到底是何时形成的,以及在早期的婴儿宇宙中这类天体到底存在多少。

这次最新发现的83个超大质量黑洞准确的说是83由超大质量黑洞提供动力的类星体,因为以超大质量黑洞为中心的类星体释放的能量可以是一个星系的几千倍,它们像宇宙中的灯塔,放射出十分耀眼的光芒,即使远在百亿光年之外也能够被探测到。

来自日本和美国的研究小组利用数字光学成像照相机,即HSC(Hyper Suprime-Cam)采集数据。这套装置安装在位于夏威夷茂纳克山顶的日本斯巴鲁望远镜(昂星团望远镜)上。HSC的研究小组在5年的时间里,用300个夜晚的望远镜观测天空,在众多的星状核物质探测数据中选择了一些疑似的候选类星体。然后,他们利用了三台大型望远镜(口径8.2米的斯巴鲁望远镜,口径8米智利的双子座南部望远镜,西班牙拉帕尔玛岛上10.4米的加那利望远镜)进行了一场密集的观测运动,获得了这些候选者的光谱。最后确定了83颗以前不为人知的遥远类星体。

下图:日本的斯巴鲁望远镜

这些类星体中的黑洞形成时宇宙的年龄只有现在的5%,可以说这些黑洞几乎与宇宙本身一样古老。如果把宇宙从大爆炸到现在的时间长度比作一个100米长的足球场上,地球和我们的太阳系要走到距离底线33米处才会出现,地球生命就在距离底线28米内出现,而恐龙则在距离球门1米线的中间就已经灭绝了。所有的人类历史,从原始人开始直立行走,都发生在离球门线不到一英寸的地方。而这83个超大质量黑洞在这个时间轴上,是出现在开始的6米的线上,就在大爆炸之后不久。

如此巨大而密集的物体能在宇宙大爆炸后这么短的时间内形成,确实出乎意料。了解黑洞是如何在早期宇宙中形成的,以及它们有多普遍,对现在的宇宙学模型是一个挑战。这一次发现大大增加了早期宇宙已知黑洞的数量,并首次揭示了这些超大质量黑洞在宇宙历史早期是多么普遍。此外,它还提供了关于黑洞对宇宙最初10亿年早期气体物理状态的影响和一些新见解。上图是由斯巴鲁上的HSC拍摄的,光线来自已知的最遥远的类星体之一,它由一个距离地球130.5亿光年的超大质量黑洞提供能量。

这次新发现的83颗遥远类星体加上之前发现的已知区域的的17个类星体,研究人员发现,宇宙早期超大质量黑洞的平均间距约为10亿光年。换句话说,如果将那时的宇宙分成很多长宽高各10亿光年的立方体,那么每个立方体的中心都有一个超大质量黑洞。这次发现的类星体样本距离我们约130亿光年,目前认为宇宙的年龄是138亿光年,所以,当这些超大质量黑洞形成时,宇宙的年龄最多只有8亿岁,对于宇宙来说,确实是处在一个婴儿时期。

上图中那些红点,都是一个超亮的类星体能量核,中心就是超大质量黑洞。我们看到的是它们130亿年前的样子。天文学家认为,宇宙中的氢曾经是中性的,但在大爆炸后的最初几亿年间,大约在第一代恒星、星系和超大质量黑洞诞生的时候,氢被“重新电离”成质子和电子。这算是宇宙历史上的一个里程碑,但天文学家仍然不能确定是什么因素提供了这些令人难以置信的能量,可以引起宇宙中的氢再电离。这次发现的83个类星体让天文学家提出了一个假设,在早期宇宙中,类星体的数量比现在探测到的多得多,正是这些拥有巨大能量的类星体导致了这个宇宙中的氢重新电离。如同上图类星体的艺术图片中,一个超大质量的黑洞位于中心,聚集在它上面的物质发出大量的光与能量影响着周围的空间。

超大质量黑洞会导致星系旋转吗为什么

黑洞和星系同生同死,是一个整体。没有独立于星系之外的黑洞。黑洞不是物质性天体,它是暗物质漩涡的中心。星系暗物质自旋盘的旋转,形成了黑洞。黑洞本身没有质量,没有动力。它巨大的质量来自“外力”,是由外向内传递的“引力”赋予了黑洞质量。暗物质的旋转使星系内天体绕中央黑洞旋转,根据角动量守恒,黑洞的旋转速度相对于星系应该最快。

星系中恒星系统的旋转速度相等,速度相等就保证了星系内“时间”的统一。星系能把天体聚合在一起,形成方向一致,速度一致的运动,说明星系暗物质自旋盘的存在。暗物质空间的运动驱动天体运动。天体,黑洞本身都没有“力”。高速旋转的暗物质使黑洞产生离心力。所以黑洞的运动是被动的。暗物质旋转运动驱动星系内天体运动。

奥陌陌和C/2019Q4两颗系外来客,都曾接近太阳,没有被太阳的“引力”捕获,而是被太阳的暗物质自旋盘甩向柯伊伯带方向。

只要是能形成暗物质自旋盘的星系和天体,无论大小,其自转都是“盘”的驱动。和“引力”没有任何关系。星体之间的暗物质会相互作用,这个作用力只有接触到物质才能体现出来。这也是非物质性能量的一个特点。

如果地球附近出现超大质量黑洞,地球会受到什么影响

现在假设这个超大质量黑洞正好进入我们的星系,并且实际上接近我们的太阳系。(申明:这是不太可能的,几乎不值得考虑。但这仍然是一件有趣的事。)一旦它开始穿过银河系,我们就会开始注意到它遇到的恒星的轨道被打乱了。事实上,如果我们的太阳系靠近银河系中心,它的轨道就会被打乱。有多近?如果它出现在离我们太阳系1000光年的范围内,我们会开始注意到一些可疑的东西。但是,我们太阳系围绕银河系中心运行的轨道的中断可能不会对地球上的生命产生任何灾难性的影响。事实上,即使我们与超大质量黑洞处于“碰撞轨道”,从我们跨过1000光年的门槛到真正的灾难开始,我们可能还有很漫长时间。

什么是真正的灾难?一旦超大质量黑洞到达我们的几百个天文单位(AU,1AU=地球和太阳之间的距离)之内,它将开始严重破坏我们太阳系中行星的轨道,包括地球。所以我们要么很快被煮沸要么冻死,因为我们要么离太阳太近,要么离太阳太远。在那之后,地球上可能会发生很多不同的事情。我们可能会掉进太阳里。我们可能会被赶出太阳系,进入一些围绕大质量黑洞的轨道,我们可能会被扔进超大质量黑洞中。

让我们考虑一下最后一种可能性。一旦超大质量黑洞到达地球大约1 AU的范围内,潮汐引力就会将地球本身撕裂。地球绕太阳运行的轨道被打乱,直到地球离超大质量黑洞足够近而才能分解,这可能需要至少几年的时间。 如果地球附近出现超大质量黑洞,地球会有何影响?

即将宣布的与超大质量黑洞照片有关的重大成果将会是啥

这当然是一则振奋人心的消息,这可能是迄今为止人类有机会首次一睹黑洞“天颜”。

黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种存在,科学界已经在各种观测中间接证实了它的存在,这些证据主要是引力对周边天体的扰动,黑洞吸积时导致视界边缘Y射线和X射线的爆发等。

网络上有许多黑洞的图片,但没有一张是真正拍摄到的照片,都是根据黑洞性质用电脑制作的想象图,是一种科学与艺术结合的创作。

如果这次能够发布一张真正的黑洞照片,将是人类首次直观看到了黑洞的样子,哪怕这张照片是通过红外或者射线获得。

近日,网络上都在盛传来自欧洲南方天文台官网的一则消息,欧洲委员会、欧洲研究理事会,会同事件视界望远镜项目(Event horizon telescope 简称EHT),将在北京时间4月10日21点召开新闻发布会,展示一个EHT项目的突破性成果,并公布首张黑洞照片。

这个突破性成果大概是银河系中心黑洞的某些重要发现,而最让人感兴趣的恐怕就是那张黑洞照片了。

消息称,这张照片(或许是一组)正在最后冲洗中。这个说法更弄得大家心痒痒的。

这当然是世界天文学界的一个大事件,而且也是广大天文爱好者一项非常值得期待的事情。

事件视界望远镜项目(EHT)并不是一台普通的望远镜,也不是一个传统意义上的观测平台,而是一个由世界许多国家组成的大项目。

这是一个跨度经过美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极,由各地天线联网组成的巨大观测阵列,也就是说相当于地球这么大的一个射电望远镜阵列,主要用于对银河系中央人马座A黑洞进行观测,捕捉黑洞周围环境的清晰图像。

由此可见,这张大家翘首以盼的黑洞照片来之不易,代价斐然,不但花费了巨大的人力财力,还有很高的科学含金量。

这次发布会主会场在比利时布鲁塞尔进行,将在欧洲南方天文台网站、YouTube和Facebook进行线上直播。届时,将同时用英语、西班牙语、汉语、日语在布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海、日本东京、中国台北、美国华盛顿等六个地方同步举办发布活动。

据悉,中国上海的发布将由中国科学院组织进行,地点设在中国科学院上海天文台天文大厦3楼(上海市南丹路80号),邀请了媒体记者参加。

我想会有许多媒体展开直播,有兴趣的朋友可以密切关注这个时间段相关媒体的消息,对于这个黑洞的真面目可以先睹为快。

就是这样,欢迎大家都来围观。

时空通讯原创文章,请勿侵权,谢谢合作。

银河系中心的SgrA超大质量黑洞到底有多厉害

银河系中心超人马座A距离地球2.6万光年,银河系中心黑洞太约是太阳400万倍,从前有两个黑洞后来合并成本宇宙属于中型黑洞,目前人类天文仪器设备观察到只是另一个黑洞留下残骸。迄今为止宇宙中最大黑洞大约是太阳50亿倍,是本宇宙巨大洪荒大陆大爆发引起太阳星坍塌缩成超巨大质量黑洞。因为当时本宇宙整个能量无法支撑巨大洪荒大陆生存高度文明智慧硅基物种发展本宇宙科技巅峰期许多圣人和准圣人修真依靠整个宇宙能量为他们提供所需能量供给,影响这个宇宙生存并且影响其它星辰和物种诞生。所以主神空间引爆这个巨大洪荒大陆,大爆炸形成许多残骸,星云,飞出许多碎片击穿本宇宙能量屏障,造成本宇宙暗物质泄露等外宇宙混沌之力从缝隙不断倾泄引起本宇宙大风暴星系之间互相碰撞等威胁宇宙整个剩下物种生存,才有大爆发逃逸剩下高度文明智慧硅基物种补天传说:当时剩下准圣人和硅基高度文明智慧物种用许多宇宙飞船乘载七巧能量彩石和高度文明智慧硅基物种航天员同归于尽办法补天。洪荒大陆大爆炸造成许多粒子状物质不断聚积各种星云若干亿重新诞生了其它星系星球,重新诞生了高度文明智慧碳基物种,例如银河系等。巨大洪荒大陆大爆发剩下超质量浓缩残存点,连周围时空空域所有星系星球包括本宇宙巨大黑洞是太阳50亿倍等都是围绕超质量浓缩点运行,造成整个巨大时空空域都被扭曲,迄今为止本宇宙任何已知物质都无法摆脱逃逸它超巨大引力吸引控制,这个爆炸点就是人类目前天文仪器设备观察到所谓本宇宙诞生了爆炸点。

超大质量黑洞会吞噬宇宙吗

如果是有着超大质量黑洞的,只会造出一个巨大的星系团了,是不会吞噬宇宙的。但当然,当这个超大质量黑洞在形成的初期,是会吞噬其周围的所有物质物体的,但当其吞噬到一定的时候,而就会扭曲着周围的空间,而独立的形成出一个时空性质量的运动场了,这样就会诞生出另一个星系团出来了,因为觉得时空的运动性,是会形成出各种各样的天体出来了,而就作出如此这样的猜想了。但不知是不是这样的认为,而下面就交给砖家们继续的讨论吧!

为何超大质量黑洞会如此之大

黑洞诞生于垂死的恒星,而大多数黑洞的直径只有30公里,科学家们发现有些黑洞更为庞大,它们叫做“超大质量黑洞”。与整个太阳系的大小相当,甚至其中之一就潜伏在银河系的中心,我们的太阳系位于银河系之中,银河系由包括太阳在内的数10亿恒星构成,所有恒星都围绕着银河系中心的一片神秘区域旋转。

银河系中心是“超大质量黑洞”

位于夏威夷·莫纳克亚山的“凯克望远镜”,能够观测到银河系的中心,科学家用红外望远镜观测银河系,他们发现了一个拥有数百万成员的高密度恒星群,15年间“凯克望远镜”拍摄到的数千张照片,可以追踪到银河系中心的恒星,图片揭开惊人的事实,银河系中心的恒星以数百万公里的时速高速移动。

图解:“凯克望远镜”15年对银河系中心拥有数百万成员的高密度恒星群的影像追踪

它们看起来就像绕着隐形太阳高速旋转的微小行星,但是它们并非行星,而是恒星。一定有非同寻常的引力牵引,这些巨星沿着如此靠近中心的轨道高速转动,宇宙中只有一种物体具有如此大的牵引力,那就是“超大质量黑洞”。在银河系的中心存在一个,质量为太阳400万倍的黑洞。

这是一个重大的发现,银河系中的万物,包括我们的太阳都在围绕着一个“超大质量黑洞”运行,但是黑洞并非只存在于银河系中,宇宙中很多星系的中心都存在超大质量黑洞。仙女星系是离我们最近的邻居,它绕着一个比太阳重1.4亿倍的黑洞旋转,“M87”星系中心的黑洞,是太阳重量的200亿倍。

图解:“M87”星系团中心黑洞

黑洞是怎样变得如此巨大?它们又是为何存在于银河系中呢?

宇宙刚刚诞生的时候,那时候宇宙充斥着大爆炸残留的气体云,一些地方拥有浓稠的星际气体,从而形成了数百万颗恒星,最初的恒星中多数都是“超大质量恒星”,它们温度极高,燃烧速度也快,它们在爆炸后产生了大量的黑洞, 引力将许多黑洞牵引到了一起,在早期宇宙中它们相互合并,形成更大的黑洞,数亿年间黑洞不断增长,产生更大的引力,拖入越来越多的星际气体,新的恒星从气体中诞生,形成了原始的星系,黑洞不断吸入气体,直到吞不下任何东西,直至宇宙中最强大的能量喷发。

一个年轻的星系就是由气体中,诞生的恒星构成的星团,新的星系中心存在一个年轻的“超大质量黑洞”,通过吞噬气体而不断成长,当星系很年轻正在成形之时,中心形成了一个超大质量的黑洞,而气体不断坠落其中,继续形成星系,在中心黑洞附近,物体变得非常炙热,物质不断升温度,气体飞速进入黑洞,但是黑洞变得过于饱和,不再有空间,可供多余的炙热气体进入,无法进入的气体被黑洞吐出,喷入太空形成巨大的能量流,每束能量流都比我们的太阳系宽20倍,它们在银河系中一路飞驰,所向披靡,这个超大质量黑洞点燃了一个“类星体”。

“类星体”是宇宙中最亮的物体,它们的亮度很高,令整个星系黯然失色

“M87星系”中的类星体喷发的照片,说明这次的喷发是十分猛烈的,它距离地球5000万光年。类星体从所在星系喷出大量星际气体,每分钟喷出的气体总量相当于10个地球,气体受热膨胀向外扩散,规模很巨大,产生了“黑洞风”,也就是从黑洞喷出的气体。

黑洞吸入气体,“类星体”将气体喷出,最终宇宙中没有多余的气体来制造恒星,氢气也就停止了成长。星系最终的规模取决于其中心的黑洞,二者休戚相关。失去了气体原料,类星体逐渐萎缩并消失了,星系中心只剩下一个超大质量黑洞和许多年轻的恒星,银河系年轻的时候就是这样。

在银河系早期,当它还是个年轻星系的时候,银河系中心的超大质量黑洞就是一颗类星体,但现在银河系成长起来了,整个星系安静下来了。

如今天文学家正在寻找类星体,找到黑洞弄清其运转方式的重要线索,“钱德拉太空望远镜”可以探测到类星体发出的“x射线”,它已经找到了数千个类星体,各种形状的类型体,像太空喷发射线的景象,每个类星体都是年轻星系的雏形,并且在它们中心都存在一个新生的黑洞。

超大质量黑洞的“事件视界”

超大质量黑洞和类星体制造了星系并控制着整个星系,黑洞对于理解星系的形成极为重要,是了解星系演化史的关键,进一步了解黑洞的唯一办法,就是更加细致的观察它,因此天文学家们试图采取新的方法,拍摄银河系中心的黑洞,为此他们需要一台像地球一样大的望远镜。

银河系的中心存在一个超大质量黑洞,它藏身于围绕银河系中心旋转的星团之中,多数星系中心都隐藏着一个超大质量黑洞,它们确实存在,因为绕其转动的恒星速度高达每小时数百万公里,还是有可能对黑洞边缘也就是“事件视界”进行拍照。在黑洞旋转的气体云中, 寻找黑洞的影子或者大致形状,光学望远镜不能直接观测到黑洞,但是黑洞周围的发光炽热气体会发射出无线电波,大型无线电望远镜能够接收到这些来自太空的信号。

位于波士顿附近麻省理工学院的天文望远镜,足有30米宽,足够探测到银河系黑洞,从25000光年之外发射的非常微弱的无线电辐射,但这架望远镜规模太小无法成像。

从夏威夷到智利再到非洲多尔曼的团队,将全球的无线电望远镜连接起来,研究人员有了一个直径超过16000公里的虚拟圆盘,观测能力是单个望远镜的500倍,虚拟望远镜足够强大,可以拍摄到银河系中心,超大质量黑洞的“事件视界”,收集到了从银河系黑暗中心发来的信号,不断加强望远镜的全球联网,就会改善图像的质量,黑洞的轮廓将最终显现出来,2019年首张黑洞照片横空出世了。

图解:史上第一张黑洞图片来自“M87”星系

结语

在遥远的未来,我们或许可以掌握进入和穿越黑洞的技术,甚至可以在穿越黑洞的旅程中幸存下来,黑洞可能是通向其它宇宙的通道,在黑洞的另一端可能也发生过大爆炸,如果大爆炸就是黑洞的反面,似乎就解释了宇宙诞生的奥秘。

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