對大多數人來說,黑洞是神秘的代名詞,一直以來都吸引著人們的目光。今年4月10日,天文學家發布了人類捕獲的首張黑洞照片,展現了距離我們5500萬光年之外的M87星系中心的超大質量黑洞周圍吸積盤或者噴流所產生的光。
目前科學家們根據質量,把宇宙當中的黑洞分成了三大類:恆星級質量黑洞、中等質量黑洞和超大質量黑洞。而在剛過去不久的11月,中國科學家主導的一項研究,發現的就是銀河系中的「恆星級黑洞之王」,是太陽質量的70倍,非常罕見。那麼,連光都無法逃離其中的黑洞,是如何被科學家們捕捉到畫面的?
我們要知道的是,在黑洞強引力的作用下,周圍的氣體會向中間下落;又因為這些氣體本身在轉動,所以這些氣體會一邊轉一邊下落,慢慢地在黑洞的周圍形成一個吸積盤狀結構。而那些還沒有掉落到黑洞內部的氣體,很可能會向外產生噴流,產生的光得以讓科學家捕捉到黑洞畫面。
為什麼吸積盤和噴流能發光?中國科學院研究員左文文在她的演講中舉了一個這樣的例子:我們可以想像一下水力發電的原理,水從高處落下,引力勢能轉化成機械能,然後機械能推動機器發電,再轉化為電能。黑洞周圍的氣體在下落的過程中,釋放出的引力勢能也能轉化為光和熱。
值得一提的是,黑洞的質能轉化效率非常高,甚至高於核聚變。如果把太陽核聚變,比喻成每月往銀行存1000塊錢,可以得到7元利息;那麼黑洞吸積周圍物質發光,就相當於存100塊錢可以得到十幾元到40元利息。黑洞的質能轉化效率可見一斑。所以,有一類黑洞確實能夠發光。