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最有可能变为黑洞的是哪个天体(宇宙中所有星体都能发光)

来源:吘唛魀网发布时间: 2022-09-22 06:31:02

摘要:很多朋友对于最有可能变为黑洞的是哪个天体和宇宙中所有星体都能发光不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!导语:在我们研究星空时,会遇到许多奇特星体,他们有的巨大无比,有的散发着强烈的热量,而我们这次要介...

很多朋友对于最有可能变为黑洞的是哪个天体和宇宙中所有星体都能发光不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

导语:在我们研究星空时,会遇到许多奇特星体,他们有的巨大无比,有的散发着强烈的热量,而我们这次要介绍的是一种可以吸收光的特殊星体——黑洞,来探究一下关于它的部分秘密。

01对黑洞的介绍

1、关于黑洞的分类

一般而言,3~20个太阳质量的黑洞被称为“恒星级黑洞”,6~80个太阳质量的黑洞被称为“活动极强的黑洞”,质量上百万甚至上百亿太阳质量的黑洞被称为“超大质量黑洞”,又称“星系级黑洞”。有100~1000个太阳质量的黑洞,叫作“中等质量黑洞”,目前这类黑洞的发现数量很少,又被称为“黑洞沙漠”。

2、如何观察黑洞

“X射线双星”中,中心致密天体通过“星风”吸收伴星中的物质,也就是吸收伴星中的物质,这一过程形成了围绕黑洞旋转的“吸积盘”,对恒星级质量的黑洞或中子星而言,吸收盘内部区域温度非常高,辐射主要位于X射线波段,因此从这一波段很容易发现。

02对黑洞的研究

1、特殊的“食”现象

对由两个天体组成的环绕系统而言,只要轨道角度合适,就有可能看到“食”,例如我们太阳系的“食”就是这样,这样就可以观察到周期的变化。即便看不到「食」现象,但由于环绕伴星的星谱线会出现正弦的「多普拉移位效应」,这个效应也能产生一个绕圈周期,这样就可以很好地确定伴星的质量。

2、观测到的黑洞

二十世纪六十年代,透过X射线观测,我们发现「天鹅座X-1」是一颗极强的X射线源,其伴星是一颗超巨星,质量约为20颗太阳质量,轨道周期约为5.6天,透过谱线的「多普勒效应」,测得速度约为每秒70公里,经计算,该X射线源的最小质量也应为5~10颗太阳质量,这远远超过了白矮星或中子星的质量上限,因此「天鹅座X-1」很可能是黑洞,当时被认为是第一个黑洞的候选体,其后于1972年得到证实。

迄今为止,银河系内已发现数十颗这种“X射线双星黑洞”,其大小大约为5~20个太阳质量,当然,还有的黑洞仍在黑暗中沉睡。

美国一家激光干涉引力波天文台,著名的“LIGO”,于2016年2月11宣布,人类首次发现了“引力波”,证实了爱因斯坦一百年前的预言,迄今为止,已探测到许多双黑洞合并后产生的引力波信号。

“LIGO”于2019年4月1日升级后恢复启动,启动第三轮引力波探测,此次升级后,LIGO的灵敏度比以往提高了40%,今后还将探测到的黑洞合并事件,有可能从以往每月一次的事件增加到每月几十次的事件,从而使引力波事件成为常态,特别是有可能探测到来自先前未见过的黑洞和中子星合并的引力波。

双黑洞的质量范围大约是6~40个太阳质量,合并后的黑洞质量为10~80个太阳质量,这与先前用X射线双星测量的质量有很大的不同。

“类星体”是二十世纪六十年代四大天文发现之一,另外三个是“脉冲星”、“微波背景辐射”和“星际有机分子”,类星体是一个星系,但看起来像一颗非常致密的恒星,因此得名“类星体”,这类天体的红移非常高。

目前最高的大约是7度,也就是说离我们远的时候,它比我们亮0.7倍,距地球可超过100亿光年,单位时间内释放的能量能达到每秒1048尔格,这远超普通星系的光度,如此小的体积能持续地释放出如此强的辐射,而恒星发光的速度却不可能超过普通星星,因此这类天体的能量机制一直令天文学家们困惑。

在此之后,人们开始慢慢认识到,这样的星系中心,可能存在一个巨大的黑洞,在其周围有一个高速旋转的吸积盘,它能将一部分物质的引力转变为热能并辐射出去,同时也逐渐认识到,除「类星体」外,可能所有的星系中心都存在一个巨大的黑洞。在星系演化方面,可能不只是星系制造了一个巨大的黑洞,中心黑洞也严重影响了整个星系,甚至宇宙的演化,在「银河系」的中心有一个巨大的黑洞。

03黑洞的特征

1、黑洞不但会“吸”还会“抛”

我们都知道对黑洞的贪心,但有一小部分黑洞仍然不那么贪心,它会以极高的速度将一部分物质抛向宇宙,这就是所谓的「喷流」,这种喷流存在于许多不同尺度的天体中,例如黑洞x射线双星、超大质量黑洞天体、大质量恒星坍缩或由双子星合并引起的γ射线暴等。

2、从力学角度定义黑洞

这是一个时空范围,引力场很强,任何物质都逃不出,物质密度很高,体积由「史瓦西半径」决定,因为黑洞的中心是一个「奇点」,其密度远比宇宙中其他物质的密度大得多,难以用数字描述。

黑洞还可以产生潮汐引力,其大小取决于物质的密度,密度越低的黑洞,其外部时空的弯曲越小,而在黑洞的视界表面上,引力为0,按照经典观点,在视界上,黑洞的离心力与引力相抵消。

黑洞坍塌前,恒星一般都有磁场,在形成黑洞后,它们仍然会吞噬星际介质中的带电粒子,例如电子或质子,因此黑洞具有电磁特性,但黑洞的带电总量是有限的,超过一定限度的黑洞视界将被向外排斥的强大电子力量摧毁,而且带电的限度与黑洞的质量成正比。

由于重力的存在,时空不再是我们多年来所理解的概念,因为它已变弯,时间不再是绝对的,而是变得富有弹性,在某些情况下甚至会冻结,尤其是在高密度中心地区,这种情况更加明显。

当一个遥远的星体发出一束光,经过很远的距离到达地球时,我们会同时看到几张照片,这是因为光线在传播过程中受到其他星体质量的引力,导致光线发生偏折,许多黑洞都是通过这种光线弯曲的测量方法被发现的。

结语:关于黑洞这一宇宙中的奇特天体,人类对它的研究有许多,其所得到的结论远不止文中提到的这些,而随着人们对黑洞的进一步探究和科学技术的进步,将会揭开关于宇宙黑洞的秘密。

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