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浩瀚无垠的深空,蕴藏着无数神秘壮观的天体,令人惊叹神往。其中的黑洞,可以说是宇宙中最神秘,最令人着迷的天体之一了。
1915年,爱因斯坦发表广义相对论,从理论上最早预言了黑洞的存在。沐鸣平台杏3直属招商黑洞的引力场异常强大,以至于在距离黑洞特定范围内,连宇宙中传播速度最快的光线都无法逃脱被吸食的命运,因此我们无法直接观测到黑的洞。
绝大多数小质量黑洞是恒星死亡后的产物。当大质量恒星(如20 - 30倍太阳质量)演化到最后的垂死阶段时,它的外层将不断膨胀,演化为红超巨星,半径可达之前的数百倍;与此同时,内层的中心物质却会发生强烈塌缩,密度越来越高,由此产生的引力场也越来越强。最后,整个星体将发生毁灭性的爆炸,即超新星爆发现象,这是宇宙中最狂暴,最高能的现象之一,瞬间释放的强大能量将恒星自身的绝大部分物质猛烈地抛向宇宙空间,那璀璨的光芒甚至能超过它所属的星系。天文学家将此比喻为“宇宙中最美丽的烟花”。
爆炸过后,中心残留的致密核将在自身的引力作用下塌缩成黑洞(质量更小的恒星死亡将形成中子星或者白矮星)。通过这种方式形成的黑洞、质量通常小于25倍太阳质量,但体积却更小,因此引力场很强。
黑洞形成后会不断吸积宇宙空间中的物质,保持生长。科学家把这类黑洞称为“恒星级黑洞”,它们广泛存在于星系之中。
另一种被广泛研究的黑洞称为“超大质量黑洞”(黑洞),其规模与前面的恒星级黑洞完全不在一个层次上:它们的质量大得惊人,通常能达到太阳的数百万到数十亿倍,并且仅存在于星系中心。
例如,存在于我们银河系中心的超大质量黑洞人马座*,其质量约为太阳的400多万倍。它们是星系中真正的王者,深刻影响着整个星系的演化,犹如一台星系级发动机。观测证据表明,几乎所有的大型星系中心都蕴藏着这么一个庞然大物。它们可以说是宇宙中最强大的吞噬巨兽,依靠其强大的引力,不停地吸积周围环境中的物质,尽管它们已经足够大,但仍在不断的生长中。
随着观测设备的不断升级,2019年4月10日我们有幸成为历史上首批目睹超大质量黑洞真容的人类。在这之前,天文学家通过联合运作位于全球各地的八台射电望远镜,组建成了一架史无前例的超级虚拟望远镜,称为“事件视界望远镜”,其惊人的等效口径相当于地球的直径,并对位于巨椭圆星系M87中心处的超大质量黑洞进行观测。
该黑洞的质量约为太阳的亿65倍,距离我们5500年万光年之遥。经过长达两年的数据处理,最终得到了首张超大质量黑洞的照片,可以说开启了黑洞研究的新征程. .
作为最神秘诡异的天体,黑洞仍然隐藏着太多的未解之谜,涉及多方面的物理学前沿问题。作为宇宙中理想的极端物理实验室,21世纪探索黑洞注定将是最具挑战性,最让人激动的科学任务之一。在科学家们的不懈努力下,新的观测成果正不断涌现。
近日,由中国科学院国家天文台研究员刘继峰,张昊彤领导的科研团队,利用包括郭守敬望远镜(全称为“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”,英文缩写LAMOST)为在内的一系列观测设备的光谱数据,发现我们银河系中的双星系统LB-1中存在一个巨大的黑的洞,质量约为太阳的70倍,这是人类首次在双星系统中发现如此巨大的恒星级黑洞,这一发现极大挑战了现有的恒星演化理论。该工作于2019年11月28日发表于《自然》杂志。
迄今为止,所有的恒星级黑洞都是通过黑洞吸积伴星气体所发出的X射线而被发现的。但LB-1是一个X射线辐射宁静的双星系统,也就是说这个黑洞没有在吸积伴星物质,而且黑洞本身不发光,那要如何确认这颗黑洞的存在呢?
目前的普遍方式是研究它的发光伴星的运动特征和物理性质,借此推断黑洞自身的性质。沐鸣平台杏3直属招商
研究人员通过分析LAMOST的观测数据发现,LB-1系统中的发光伴星是一颗年轻的B型恒星,质量约为太阳的8倍,年龄约为万3500年,远远小于太阳的50个亿年。它与我们太阳系都位于银盘中,距离地球光约13000年(反银心方向)。
基于长达两年的光谱观测数据,研究人员发现这颗星存在周期性的径向速度变化,通过拟合径向运动曲线,得到其轨道周期约为79天,并推算出它身边那个看不见的天体的质量约为太阳的70倍,这说明那个隐藏天体只能是黑洞。这是首次在银河系内发现质量如此大的恒星级黑洞。
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