銀河系中心存在超大質量黑洞,那麼太陽繞著黑洞轉?

2020-10-08 科學探索菌

1915年愛因斯坦提出廣義相對論,用幾何語言描述引力相互作用,認為有質量的物體可以使時空發生彎曲。

在愛因斯坦提出廣義相對論之後,天體物理學家們就根據該理論預測,當一定範圍內的空間中聚集質量足夠大的物質時,周圍的時空會無限扭曲,坍縮成一個奇點,形成一種極其可怕的天體——黑洞。

1965年,英國科學家羅傑·彭羅斯證明宇宙中確實可以存在黑洞,相關研究還獲得了2020年的諾貝爾物理學獎。

黑洞的主體為奇點和視界,奇點是一個密度無限大的點,而任何進入視界範圍的物質都會被無情的吞噬,即使是以光速前進的光線也不例外。視界外的物質會形成一個吸積盤,這些物質被黑洞的引力加速,以非常快的速度繞著黑洞運轉,不僅溫度極高,還會發出十分耀眼的光芒。在黑洞的引力拉扯下,物質將螺旋式靠近黑洞,被撕得粉碎,最終墜入黑洞。

研究表明,大質量的恆星在演化末期,都會以超新星爆炸的方式坍縮成黑洞。如果太陽變成一顆黑洞,那麼它的視界半徑就只有3公裡。當中子星的質量超過奧本海默極限(大約三倍太陽質量)後,也會坍縮成為黑洞。

經過多年的觀測,科學家們找到了黑洞存在的證據,並發現銀河系中心存在一個超大質量的黑洞,這個黑洞的質量是太陽質量的400萬倍。

科學家發現,恆星S4714與該黑洞最近時相距19億公裡,恆星在這個位置上的公轉速度可以達到每秒2.4萬公裡,相當於光速的8%。由於我們看到的只是很久之前的光,這麼近的距離,該恆星可能早已被黑洞吞噬。

此後,天文觀測表明,不僅銀河系中心存在黑洞,宇宙所有大型星系中心幾乎都存在黑洞,這與科學家此前的推測十分吻合。宇宙中的超大質量黑洞應該是通過吞噬其它天體成長起來的。

黑洞的質量越大,其視界半徑也就越大。如果以視界半徑來算黑洞的密度,對於超大質量的黑洞來說,其密度可能比水還要小。就拿M87星系中心的這個黑洞來說,它的質量是太陽質量的65億倍,可密度就只有水的密度的一半。

2019年,事件視界望遠鏡成功拍攝到了5500萬光年外的M87星系的中心黑洞的照片,未來拍攝銀河系中心黑洞的照片也只是時間問題。

太陽距離銀河系中心2.6萬光年,而太陽帶著地球等一眾兄弟們繞著銀河系中心旋轉。觀測數據表明,太陽正在以每秒220公裡的速度繞著銀河系中心公轉,每公轉一圈大約需要1.5億年。

就拿木星繞著太陽轉來說,木星其實是繞著太陽和木星的質心旋轉,只是太陽質量實在太大了,二者的質心正好位於太陽表面附近,看起來似乎太陽不動,木星在繞著太陽轉。

太陽繞銀河系中心旋轉也是這個道理。越靠近銀河系中心,恆星的密度和數量也就越大。銀河系大約有上千億顆恆星,它們都繞著銀河系中心旋轉,就是因為這是它們的共同質心。

銀河系中心雖然存在一個超大質量的黑洞,可是該黑洞的引力還不足以影響整個銀河系,只有離黑洞比較近的恆星才受到該黑洞的引力控制。銀河系中心的這個黑洞之所以能夠影響銀河系的運轉,是因為它控制了中心的那一批恆星,然後再間接帶動了銀河系的其他恆星。此外,銀河系的運轉結構還與暗物質有關。

由此可見,銀河系中心雖然存在黑洞,但太陽並非在繞著該黑洞轉。而黑洞也確實是宇宙中恐怖的存在,不僅塑造著宇宙的結構,或許還將主導宇宙的命運。

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    從第一張黑洞照片被公布後,相信大家對黑洞都有了一定的了解。那麼,你知道麼,在銀河系中心有一個大型黑洞。其實大多數星系中心都有超大質量的黑洞,當然我們銀河系不是例外。在2008年,德國天文學家們曾證實,位於銀河系中心,與地球相距2.6萬光年的「人馬座A*」,其實是一個質量超大的黑洞,人馬座A*的質量約為431 ± 38萬或410 ± 60萬個太陽質量。黑洞在宇宙中到底發揮著怎樣的作用,科學家目前還不是很明確。
  • 地球繞著太陽轉,太陽繞著銀心轉,那麼銀河系繞著什麼轉哪?
    所有天體系統都是在引力的作用下維持著,相互之間吸引繞著共同的質心旋轉,一般當一個天體的質量明顯的偏大,而另外一顆天體明顯的偏小,那麼表面上來看就是一顆天體繞著另外一顆天體運動。在太陽系內八大行星、所有的小行星、彗星以及一些天體碎片等都在繞著太陽公轉,都是以太陽為中心。
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  • 科學家認為銀河系中心還有一個黑洞,質量是太陽10萬倍!
    在浩瀚的宇宙中,存在著無數的黑洞、恆星、行星,我們知道在行星周圍一般存在著很多的行星朋友,那麼一顆超大質量黑洞有朋友嗎?根據星系形成的本質表明答案是肯定的,事實上,成對的超大質量黑洞在宇宙中是很常見的。
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    因此科學界認為,星系中心的超大質量黑洞很可能是另一種形成方式,就是宇宙大爆炸初期巨大星雲團直接坍縮形成的黑洞。大爆炸初期分子雲團質量太巨大了,在收縮和坍縮過程中,還沒等恆星形成,就直接坍縮成一個黑洞了,這樣的黑洞初始就是很巨大的。
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    行星繞著恆星轉,恆星繞著星系中心轉,星系中心盤踞著一個神秘的龐然大物——超大質量黑洞。這是我們關於宇宙等級結構的一個常識。但非得這樣嗎?不!行星也可以越過恆星這一級,直接形成於星系中心附近,並繞著星系中心的超大質量黑洞轉。天文學家以前也曾提出行星可以圍繞較小的黑洞運行,不過這些黑洞是由恆星坍縮演化而來的,之前行星本來就繞著這些恆星轉,所以這種觀點不算稀奇。而對於行星能否繞著動輒是太陽質量數百萬倍的超大質量黑洞轉,他們卻知之甚少。最近,一個日本研究小組將行星形成模型應用於超大質量黑洞,想看看會發生什麼。
  • 地球圍繞著太陽轉,那麼太陽繞著什麼轉?長知識了
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