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為什麽一些黑洞比其他的大

2024-06-29科學
#流量變現來齊家#還有,為什麽有些黑洞是看不見的,而另一些黑洞有白色的輪廓?-塞德拉和胡邁德,阿布達比,阿拉伯聯合大公國提出這樣的疑問。
一位天文學家解釋了黑洞是如何生長的。(圖片來源:Getty Images/Mark Galiek/Science Photo Library)
這是好奇的孩子,一個針對兒童的系列。對話是要求孩子們發送他們希望專家回答的問題,歡迎所有問題-嚴重的,奇怪的或古怪的!
本文最初發表於【對話】,出版物將文章同步給了空間網站-專家之聲-開放視野。作者是博士後研究員傑庫林.查穆沛格,觀察於亞利桑那大學管家天文台。黑洞是一種致密的天文物體,其重力如此強大,以至於任何東西,甚至連光都無法逃脫。任何越過黑洞重力影響邊界的物體,稱為事件視界,都會落入黑洞。在這個又深又密的坑裏,再也見不到光線了。
孩子們有疑惑:為什麽有些黑洞遍布宇宙,一些較小的黑洞隨機分布在像我們銀河系這樣的星系中。其他巨大的黑洞,稱為「超大品質」黑洞,位於星系的中心,它們的重量可能是太陽品質的一百萬到十億倍。所以你可能會想:天文學家怎麽可能看到這麽黑暗和巨大的東西?我是一名天文學家,研究宇宙中形成的第一個超大品質黑洞。我想了解黑洞是如何形成的,以及它們生長在什麽樣的天體物理社群。
黑洞型別
讓我們來談談黑洞如何開始它們的生命。兩位著名科學家,艾伯特·愛因史坦和卡爾·施瓦茨柴爾德,首先提出了黑洞的概念。他們認為,當一顆大恒星死亡時,它的核心可能會不斷縮小,直到它在自身重量下坍塌。這就是我們天文學家所說的「恒星品質黑洞」,這只是說它相對很小的另一種說法。恒星品質的黑洞只比我們的太陽大幾倍。
不過,超大品質黑洞更像是一個謎。它們比我們的太陽重數百萬倍,它們被擠在一個小區域,大約是我們太陽系的大小。一些科學家認為,超大品質黑洞可能是由許多恒星同時碰撞和坍塌形成的,而另一些科學家則認為,它們可能在數十億年前就已經開始增長。
不斷增長的黑洞
為什麽有些物體以高速圍繞一個不可見的物體軌域旋轉,科學家們知道中間一定有一個巨大的黑洞。(圖片來源:NASA/JPL-Caltech)
黑洞是什麽樣子的,大多數時候,它們並不是在積極生長,所以它們是看不見的。但我們可以告訴他們,因為恒星仍然可以圍繞它們執行,就像地球圍繞太陽執行一樣。當有東西高速繞著看不見的物體執行時,科學家們知道中間一定有一個巨大的黑洞。這就是離我們最近的超大品質黑洞的情況,它位於銀河系的中心-安全地距離你數百萬英裏。與此同時,當一個饑餓的黑洞吞噬星系中的瓦斯時,它會加熱這些瓦斯,直到你可以看到黑洞周圍的X射線,光學光和紅外光的發光環。一旦它耗盡了事件視界附近的所有燃料,光線再次熄滅,變得看不見。
黑洞周圍的輪廓
最著名的「白色輪廓」之一是電影【星際穿越】中黑洞的影像。「在那部電影中,他們試圖展示白熱的、發光的瓦斯環,這些瓦斯落入活躍的黑洞中。在現實生活中,我們沒有這樣的近距離觀察。真實黑洞周圍環的最佳影像來自事件視界望遠鏡,向科學家展示了位於M87星系中心的超大品質黑洞。它可能看起來很模糊,但這個甜甜圈實際上是迄今為止拍攝到的最清晰的影像。
有史以來有記錄的第一張超大品質黑洞影像顯示了遙遠星系M87內部怪物黑洞的陰影。(圖片來源:EHT Collaboration)
宇宙中有許多型別的黑洞。有些是微小的和看不見的,有些透過吞噬銀河系內的物質和閃耀的明亮而成長為巨大的黑洞。但別擔心,黑洞不能一直吸進宇宙中的一切——最終,沒有任何靠近黑洞的東西可以掉進去,它將再次變得隱形。所以你可以繼續問關於黑洞的問題。
By:Jaclyn Champagne
FY: 何丹懷(懷)
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