為什麼黑洞那麼亮?為什麼銀河系中心的黑洞如此暗淡?

2020-12-22 寒武紀科學館

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

黑洞,宇宙中引力最大的天體,以至於光也無法逃脫,也就是人類根本無法觀測到黑洞。

但是任何一位天體物理學家,他們都會說黑洞是宇宙中最明亮的物體之一,這發生了什麼?

但是奇怪的是,我們銀河系中心的黑洞沒有達到應有的亮度,這又是為什麼呢?

為什麼黑洞這麼亮

黑洞似乎可以通過多種方式發光。

黑洞本身不發光,但是黑洞並不孤單,黑洞通常被熾熱的雲團包圍。當這些物質被黑洞引力吸引,跌向黑洞漏鬥時,可以在宇宙中最黑暗的黑洞周圍產生宇宙光環。

除此之外,來自附近恆星的氣體流向黑洞時,氣體像水一樣流向下水道。這樣做時,它會相互摩擦並變熱,產生氣體的溫度可以達到數百萬度。

炙熱的氣體將其自身的原子撕裂,從而產生正離子和負電子的海洋。這些攪動的帶電粒子產生湍流的磁場,將氣體集中到兩個指向相反方向的噴射流中。如果這些噴射流恰以一定角度指向地球,那麼我們會看到一個明亮的黑洞。

銀河系中心的昏暗怪物

在我們銀河系的中心,有一個出奇平靜怪物。

「作為一個黑洞,本應該是一個充滿活力的怪物,但是我們銀河系中心的怪物它幾乎已經死了」天體物理學家傑弗裡·鮑爾如是說。

哪裡出現了問題呢?密西根大學的天體物理學家莉亞·科拉萊斯說:「或許有某種機制可以阻止物質到達黑洞中心,或到達黑洞本身並掉入其中,但我們尚未弄清到底這種機制究竟是什麼?」

有一種想法認為,隨著氣體向黑洞下落並加熱,增加的壓力會將氣體推回。確實,天文學家Corrales和她的同事用錢德拉X射線對人馬座A *黑洞觀測結果進行統計分析,發現有跡象表明人馬座A *附近的熱氣正在向外移動並逐漸冷卻。

也就是說人馬座A *黑洞並沒有死,它彈出氣體並發出咯咯聲,有時會變亮數百倍。

但是天文學家不確定這些耀斑是否是由於熱氣團塊落入時衝擊波在氣體中移動所致,還是突然折斷的磁場拱頂所致,類似於從太陽中射出太陽耀斑。

為了全面了解銀河系中央黑洞正在發生的事情,天文學家試圖通過許多不同類型的望遠鏡同時觀看人馬座A *。

分布在地球上的11臺望遠鏡可以充當一個放大鏡(EHT),EHT可以看到發光的氣體在落入黑洞周圍之前是如何在黑洞的周圍轉動。

EHT於2017年首次開始使用這11架望遠鏡中的8架觀看人馬座A *(其餘三架將在以後添加)。每年春天,只有10天極其短暫的觀測窗口,讓所有EHT望遠鏡都可以看到黑洞,可以大幅度降低誤差範圍。

在2017年,天文學家很幸運。他們不僅能夠與天基X射線望遠鏡的觀測結果協調EHT的運行,而且還恰好在觀察射手座A *發出耀斑的情況。

不幸的是,2018年的惡劣天氣限制了觀測,而在2019年,技術上的原因迫使天文學家取消了觀測。原定於3月26日開始的2020年觀測活動由於COVID-19大流行而被迫取消。

天文學家將不得不推遲EHT對射手座A *的下一次觀測,直到2021年。

——全文完——

感謝您的閱讀,歡迎點讚分享評論。

關注寒武紀科學館,精彩科學趣事,第一時間帶給您!

相關焦點

  • 為什麼我們銀河系中心的黑洞暗淡而有的黑洞明亮?
    但是,如果是問天體物理學家,有的會說黑洞就是黑的,有的會說黑洞是宇宙中最明亮的物體之一。這是為什麼呢?比如我們所觀察到的我們銀河系中心的黑洞就比較暗淡,然而所觀察到的其它黑洞卻又相當明亮。比如下圖是我們所在的銀河系中心的黑洞的觀察結果。比如下圖是銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*的模擬顯示的極其明亮的黑洞照片。
  • 銀河系中心到底是什麼?科學家們認為,不僅僅只有黑洞!
    雖然整個銀河系邊緣地區較為暗淡,但是在銀河系的中心地帶,則呈現一個非常明亮的區域,亮度遠高於周圍的地方。同時整個銀河系的恆星都圍繞其中心旋轉。那麼在銀河系的中心究竟是什麼?為什麼永遠有著如此之高的亮度?並且能夠讓數千億顆恆星都圍繞其旋轉呢?銀河系自內向外分為銀心,銀核,銀盤,銀暈和銀冕。
  • 為什麼銀河的中心是一個巨大的黑洞?
    黑洞不是星系必須的部分。這是偶然的。如果你移除黑洞,星系不會有反應。有些星系的中心就沒有黑洞。至於它為什麼在那裡,這是一個許多天體物理學家想回答的問題,因為我們還不知道。是在已經存在的黑洞周圍形成星系,還是在已經存在的星系中心形成黑洞?為什麼星系中央鼓起起部分的質量與中央黑洞的質量成線性關係?
  • 銀河系中間最亮的地方是什麼?銀河系大漩渦的中心點是什麼?
    太陽距離銀河系的中心有25000至28000光年,就像地球繞著太陽公轉一樣,太陽繞著銀河公轉一圈大約需要2.5億年的時間。銀河系的最中心是銀河系的自轉軸與銀道面的交點,我們可以用赤經和赤緯來表示。
  • 銀河系中心為什麼很亮,那是什麼,現在知道了
    這是一團具有一定質量的氣體和塵埃碎片在被捲入黑洞之前圍繞著黑洞運行,形成了可被觀測的三個閃光噴發點。通過研究人員對銀河系中心超大質量黑洞進行研究,觀測到周期性增亮的現象,是一種閃爆(閃爆,就是當易燃氣體在一個空氣不流通的空間裡,聚集到一定濃度後,一旦遇到明火或電火花就會立刻燃燒膨脹發生爆炸)釋放,每天持續大約25至35分鐘,這說明銀河系黑洞處於一種新的狀態中。
  • 銀河系中心黑洞突然亮了75倍,時間約幾個小時,這是怎麼回事?
    黑洞之間也是可以相互融合的,通過融合不斷壯大,宇宙中那些超大質量黑洞有可能就是很多個黑洞不斷融化形成的,距離地球最近的一個超大質量黑洞就是銀河系中心的人馬座A*,它的質量是太陽的460萬倍,是一個非常可怕的吞星獸。
  • 銀河系中心區域為什麼這麼明亮?這裡告訴你原因
    星系中央很亮看到銀河系全景圖時,我們深深地感到了震驚,因為我們的太陽系在銀河系全景圖中只有一個小點,除了受到震動之外,我們還發現它有一個很明顯的特點,那就是它位於整個星系全景圖的中心,非常明亮,而且亮度越低,為什麼會出現這樣的結果?
  • 宇宙中增長速度最快的黑洞,比銀河系中心黑洞還要大萬倍
    宇宙中任何的物體都處在不斷變化的過程之中,黑洞也不例外,它通過吞噬宇宙間的物質而不斷成長,而最近有天文學家發現了宇宙中增長最快的黑洞比之前見過的任何黑洞都要快。天文學家表示,黑洞在誕生之後會以最大可能的速度增大,但大都是以太陽的數千倍的質量開始增長,黑洞的增長速度都有一個大小限制,按照地球時間來算的話,增長速度最快的黑洞每天的質量一天50倍以上。
  • 銀河系的中心到底有什麼,為啥會這麼明亮?專家給的答案很意外
    銀河系的中心到底有什麼,為啥會這麼亮?專家給的答案很意外現如今在科學技術水平如此發大的今天,人們對於宇宙當中的很多奧秘都有了解釋,宇宙雖然神秘但是人類正在一點點看清它的真容。雖然目前來說我們的科學技術還是有很多限制,對於宇宙也只能說是一知半解,但是我們在不斷地創造更多高科技的產品,以供我們人類科學家更好地探索宇宙的奧秘,這不,用哈勃望遠鏡我們就拍攝到了銀河系的照片,從照片中看到的銀河系真的非常美,中間有一個像是旋渦一樣的中心,周圍有很多星系都是圍繞著銀河系公轉的。但是在圖片中,我產生了一個疑惑,為什麼銀河系的中心會異常的明亮,而邊緣地帶卻很暗淡呢?
  • 銀河系中心為什麼那麼明亮?聽家科學家的解釋恍然大悟
    雖然銀河系的背景是一片黑暗,但是銀心這裡卻並不黑,反而是顯得非常明亮。於是科學家開始探測銀心,想要弄明白銀河系中心為什麼那麼明亮,那裡到底存在著什麼?經過科學家的初步探測和研究,對於銀心也有了初步的了解。我們都知道,星系的中心往往都是質量的集中區域,太陽系的中心是恆星太陽,而太陽的質量佔到了太陽系總質量的98.83%。
  • 銀河系中心的亮度,為什麼比周圍區域要大很多?那裡有什麼?
    為何會有如此高的亮度呢?關於銀河系中心區域的亮度為什麼要高於其它區域,主要有以下3個原因。首先是銀河系中心存在著眾多發光的恆星在地球上,我們晚上所見的滿天繁星,大多數是來自於可以自身發光的恆星。從科學家們繪製的銀河系全景圖中,我們很難想像在銀河系中心如此之小的空間內,竟然聚集了如此數量龐大的恆星群。那麼,到底是什麼力量能夠將如此多的恆星匯聚在這個「狹小」的宇宙空間呢?
  • 其實,科學家們給兩個黑洞拍了照片,但只有一張「洗」出來了
    其實,在2017年4月,「事件視界望遠鏡」項目(EHT)中的8臺望遠鏡選定的觀測目標有兩個,另一個和地球的關係更近,正是我們銀河系的中心黑洞。那麼,為什麼這次反而沒有看到銀河系中心黑洞的照片呢?中科院上海天文臺副臺長袁峰告訴澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者,給銀河系中心黑洞「洗照片」存在更多技術上的困難。
  • 科學家觀測到蛇夫座黑洞大噴發,這是銀河系在打噴嚏?
    人類自通過望遠鏡觀測宇宙以來,看到了許多此前從未見過的廣闊世界,也看到了在銀河系中有數千億顆像太陽這樣的恆星,然而人類觀測到的宇宙依然非常有限,宇宙中許多事件依然還只是理論中存在,直到去年科學家首次拍攝到了黑洞的照片,首次證明了這個宇宙中最神秘的天體真實存在,近日天文學家觀測到距離地球3.9億光年的銀河系中心的蛇夫座發生了一起罕見的宇宙事件——黑洞大爆炸
  • 五分鐘讀懂2020諾貝爾物理學獎:黑洞和銀河系最黑暗的秘密
    任何東西,甚至是光,都無法逃離黑洞。Reinhard Genzel和Andrea Ghez各自帶領著一群天文學家,從上世紀九十年代初就開始研究銀河系的中心區域。隨著精確度的提高,他們成功繪製了離銀河系中心最近的最亮恆星的軌道。兩組研究人員都發現,有一種看不見但很重的物體,促使這些恆星在周圍轉圈。
  • 黑洞要來了?距離6000光年,小型黑洞正飛向地球!
    導讀:黑洞是宇宙中最神秘的天體,它無時無刻不在吞噬各種物質,一旦被黑洞「盯上」,幾乎所有的天體都難逃厄運!而最近,科學家發現,銀河系中心的巨型黑洞可能正在吞噬地球!但是如今的宇宙看上去卻如此美麗,無數的天體形成星系這樣大規模的集合體,在天空中散發著光芒,這裡面黑洞起到了至關重要的作用。
  • 兩個黑洞被拍了照片,為啥只有一張「洗」出來了
    其實,在2017年4月,「事件視界望遠鏡」項目(EHT)中的8臺望遠鏡選定的觀測目標有兩個,另一個和地球的關係更近,正是我們銀河系的中心黑洞。那麼,為什麼這次反而沒有看到銀河系中心黑洞的照片呢?中科院上海天文臺副臺長袁峰告訴澎湃新聞記者,給銀河系中心黑洞「洗照片」存在更多技術上的困難。
  • 銀河系中間最亮的地方都是什麼?銀河系大漩渦的中心點是什麼?
    夜晚,我們在地球上仰望天空,看到銀河系中間最亮的地方就是銀心,大漩渦中心點又是什麼?讓我們去詳細了解一下吧。銀河系是一個巨型棒旋星系,是由無數顆星星聚集所形成的,也是漩渦星系的一種,它像是橢圓形的大盤子,總質量大約是太陽質量的1.5萬億倍,銀河系看上去有四條旋臂,它們之間的距離差不多4500光年,太陽在銀河的一個支臂本地臂上,到銀心大約要2.6萬光年,太陽繞銀心一圈大約要2.5億年。
  • 黑洞為什麼是黑的?是天體還是時空隧道?
    5500萬光年的M87星系中心的超大質量黑洞。當質量大於3.2倍太陽質量最終產生黑洞。三、超大質量黑洞:這類黑洞一般都存在於星系的中心,質量巨大,例如銀河系的中心就有一個超大質量黑洞人馬座A*,它的直徑範圍4400萬公裡,這差不多為水星到太陽的距離了(4600萬公裡)。還有本文開頭介紹的第一張黑洞照片,就是一個超大質量黑洞的照片,科學家認為它們的存在,起著很好的凝固星系的作用。
  • 黑洞的「飛馳人生」:百萬個黑洞或正高速穿梭在銀河系中
    黑洞是如何誕生的?儘管天體物理學家擁有理論,但我們卻未能真正地知道確切答案。它可能是大量的恆星正在悄無聲息的內爆, 也可能來自於巨大的超新星的爆炸。觀測顯示真正的答案可能就是後者。事實上,研究表明這些大爆炸威力巨大到可以驅使黑洞以超過70公裡每秒(43英裡每秒)的速度散布在整個銀河系。
  • 銀河系的中心為什麼那麼明亮?科學家通過探索,終於找到了答案
    那麼銀河系也有中心的存在嗎?答案是肯定的,科學家通過大量的觀測發現,宇宙是有多到無法估計的,像銀河系這樣的大星系組成,每一個大星系的中心都是一個超級引力存在的地方。如果大星系的中心引力不夠強,也不可能形成穩定的大星系,也不可能讓數千億個恆星系圍繞它運動。