问:1.3亿光年外,这个星系中心的黑洞不寻常!哈勃收获意外新发现
- 答:宇宙从来就不缺乏惊喜。在一项新研究中,天文学家最近利用哈勃太空望远镜又得到一项惊人新发现——在1.3亿光年外的螺旋星系NGC 3147中心,捕捉到不同寻常的超大质量黑洞,它正被一个薄薄的吸积盘紧密环绕。
令人头疼的是,根据目前的理论推断,这个超大质量黑洞周围是不应不存在吸积盘的。
以往的观测表明,宇宙深处一些星系中心的超大质量黑洞非常活跃,会疯狂吞噬周围物质,形成吸积盘,吸积盘中的物质因受强大潮汐力作用而发生剧烈摩擦,被加热到超高温度,进而爆发惊人闪光。在天文学上,这类现象通常被称为类星体。
理论上来说,螺旋星系NGC 3147中心的超大质量黑洞的质量约为太阳2.5亿倍,它在吞噬物质时应该形成膨胀的甜甜圈结构,而不是吸积盘。可是,哈勃的观测数据却表明它正被一个薄薄的吸积盘紧密环绕。该研究的第一作者斯特凡诺·比安奇(Stefano Bianchi)称:“我们看到的似乎是一个缩小版类星体,但它的存在完全出乎意料。”
更有趣的是,这项新发现不仅抛出了令人费解的谜团,还带来了不小的惊喜。由于这个薄薄的吸积盘距离黑洞很近,在极端引力环境下所产生的效应,为我们提供了同时验证爱因斯坦广义相对论和狭义相对论的独特机会——黑洞附近的引力场是如此之强,以至于吸积盘发出的光都要很费力才能逃出来,这符合广义相对论的描述;物质在黑洞周围快速旋转,向我们靠近的一侧会变亮,背离我们的一侧会变暗,这则是狭义相对论的一个预言。
欧航局的马尔科·恰伯格(Marco Chiaberge)也参与了本项研究,他兴奋地表示:“我们从未在可见光下如此清楚地同时见证广义相对论和狭义相对论。”毫无疑问,这一切在很大程度上都得归功于哈勃太空望远镜无与伦比的观测能力。
研究人员已经将这项新发现发表在《皇家天文学会月刊》上。
问:超大质量的黑洞为什么也有日冕,这是怎么形成的?
- 答:我认为日冕是在星系中的非常热的离子形成的。而黑洞的话,它本身的热量是非常的大的,因此如果这种大的黑洞,就算有日冕也是很正常的一个现象。
- 答:日冕是星系中心黑洞周围的过热等离子体云,黑洞质量巨大而且体积小,所以它的引力巨大,将周围的物质吸引到黑洞狭窄的空间里,这些物质互相摩擦互相碰撞就会形成等离子体云。
- 答:这是因为核聚变发生的,一般发生这样子的星体都会有这种东西的,是一种很正常的现象。
问:恒星级黑洞的研究表明
- 答:最新公布的数据表明,这个远离地球600万光年的黑洞位于一个螺旋状星系内,即NGC300。谢菲尔德大学天文学教授称,它是我们迄今观测到的最远的恒星级黑洞,也是人类第一次在银河系周边范围之外发现这个级别的黑洞。
早在2007年,美国国家航空航天局使用X射线探测器对NGC300内部最强烈的X射线源进行了观测,这个研究项目要早于欧洲空间局XMM-牛顿X射线空间天文台的观测。
而来自欧空局的相关人员解释道:“我们将定期对强烈的X射线源进行记录,有迹象表明黑洞会隐藏在这个区域。”我们知道,由于物质在被黑洞吸积过程中,引力势能转化为物质的动能,在转化为热能,在离黑洞最近的吸积盘内区,X射线的辐射是最强的,所以通过对X射线辐射量的观测,可以得到一些黑洞的行为特性。
在对这个黑洞的观测中,天文学家发现它的伴星质量达到了20倍太阳质量,而且他们相互之间剧烈的旋转,就像绚丽的华尔兹,一个周期只有32个小时。同时,这颗伴星上的大量物质也被剥离,吸入黑洞,由此形成吸积盘。
以往在银河系内发现的恒星级黑洞质量达到10倍太阳质量,这个级别的黑洞的银河系外可能也只算个轻量级的。像一个黑洞和一个伴星组成的系统在以往的观测中被发现过,所以天文学家对这类的天体系统还是比较了解,基于这个天体系统,天文学家可以发现黑洞的物质与星系化学之间的关系,他们相信高浓度的重元素将影响一个大质量恒星的演化。