银河黑洞照片现世让上千亿颗恒星围绕银河系中心旋转的,是它?
综述
想必这几天大家都被"人马座A*"黑洞刷屏了,自从德国天文学家卡尔·史瓦西计算出黑洞数学公式后,人类就一直在宇宙中寻找黑洞的线索。
如2019年4月科学家在室女座星系中发现的M87黑洞,该黑洞让整个巨椭圆形星系都被吸引过来,场面尤为壮观。
眼下科学家又在银河系中心发现了黑洞"人马座A*",其首张照片也通过分布在全球的射电望远镜组网成功拍摄并公布,在社会上引起广泛讨论。
就是这个巨型黑洞,促成了让上千亿颗恒星围绕银河系中心旋转的宇宙现象,黑洞对星系的影响力太大了。
什么是黑洞
从字面意思来看,黑洞可以被理解为"看不到尽头的无底洞",它是一种体积小但质量和引力都很大的天体。没有任何物质能在黑洞的引力下逃离,哪怕是光靠近了黑洞也会被永久停在这里,再也不可能往外扩散。
世界上最早提出黑洞相关概念的是英国地理学家约翰·米歇尔。 虽然是地理学家,但米歇尔对天体物理却有非常熟络的研究;有一天他突发奇想提出一种概念:假如某个天体和太阳质量相同,但体积却只有太阳的千分之一,那天体的表面引力到底会有多大?
毕竟严格来说米歇尔不算是天体物理学家,他提出的概念自己无法解答,直到1796年法国物理学家拉普拉斯给出猜测: 当天体质量超过太阳的250倍,但直径只有地球大小时,其表面将会释放万倍以上的引力,届时光都难以从中逃脱。
由于18世纪天体物理学理论成果有限,拉普拉斯的回答虽然无限接近实际,但却始终没有系统的公式来推导自己的说法。
直到20世纪物理大神爱因斯坦在物理学领域做出重大突破,他在广义相对论中详细阐述了"黑洞"的说法,并推导出黑洞的形成条件和三个特有物理特性。
那广义相对论到底告诉了我们什么信息呢?爱因斯坦说: 黑洞是一块时空区域 ,该区域在宇宙中表现出异常活跃的引力效应,强大的引力甚至能弯曲时空,导致任何粒子和电磁辐射都难以从中逃离。
黑洞内部有事件视界,这里是一切物质的重点,任何信息都不能通过事件视界传递出去。
至于黑洞是如何形成的,有科学家认为:当大质量恒星迎来寿命的终点时,其内部能量逐渐散去,由于重力的压进,核心环境开始聚变。
也就是说,恒星会膨胀成体积更大的死星,等到死星内部能量全部散尽,重力会将整个恒星压垮,导致其表面向中心无限坍缩,最终形成黑洞。
银河系首颗黑洞
黑洞在宇宙中已经非常常见了,只是受到科学技术的限制,我们并不能很好观测黑洞,更别提拍照记录了。
迄今为止天文学家一共就拍摄了两张真实黑洞照片,一张是2019年拍摄的距离地球5500光年外的M87星系中心黑洞, 其质量竟然是地球的65亿倍 ,想想就让人觉得恐怖。
第二张就是在2022年拍摄的,距离地球2.6万光年外的银河系中心"人马座A*"黑洞。"人马座A*"黑洞相比于M78黑洞来说质量较小,只有太阳的440万倍,但它仍然具备强大的引力,以至于整个银河系上千亿颗恒星都在其引力下做周转运动。
从外观来看, "人马座A*"黑洞呈现橘红色光晕形状,这不禁让我们想起来电影《星际穿越》在2014年设想的黑洞模样 ,眼下看来二者简直一模一样, 难怪在不少朋友心中《星际穿越》都是一部不可多得的神作,其描绘的超前天文概念如今都在一一实现。
其实在"人马座A*"黑洞被报道出来后,很多人都不由得生出一种担忧之感,生怕这位于银河系中心的超大黑洞会吞噬银河系的一切物质。
毕竟自从"人马座A*"黑洞诞生以来,它就在不停吞噬周围恒星; 而太阳系距离"人马座A*"黑洞仅仅2.6万光年,那太阳会有一天成为它的食物吗?
左边为星际传说,右边为首张黑洞照片
事实上,太阳系在银河系中处于相对安全的位置,虽然"人马座A*"黑洞看起来很可怕,但它也不是无休止的对外吞噬一切物体。
理论上来说,黑洞也算是宇宙天体的一部分,它也需要依靠引力来影响周围时空;那些距离"人马座A*"黑洞较近的天体不可避免会被引力拉过去,但是那些位置较远的恒星"人马座A*"黑洞是没办法吸过来的。
如今"人马座A*"黑洞仍处于较为狂暴时期,有源源不断的天体在其引力下掉入黑洞内,不知道最终去了哪里。
但等到这些恒星被吞噬干净,"人马座A*"黑洞周围区域再也没有一颗恒星时,它就会平静下来。
结语
黑洞并非永恒存在的,即便是"人马座A*"黑洞,也会在失去吞噬物质后逐渐被霍金辐射逐渐消减质量,最终在成百上亿万年后彻底蒸发。
可惜人类永远都看不到"人马座A*"黑洞消失的那天,但好在人类的生活也不会受"人马座A*"黑洞影响。
随着科学技术的进步,未来或许有更多的黑洞被天文学家观测出,这些黑洞在各自星系中发挥着巨大的引力作用,任何被吸入的物质绝对没有逃逸的可能。
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