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这些黑洞秘闻你知道多少?

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这个黑洞正从一颗绕其旋转的恒星中吞噬物质。

这张电脑模拟图展现了两个黑洞碰撞的景象。这是激光干涉引力波天文台(LIGO)首次探测到的天文大事件。LIGO探测到的引力波是两个黑洞彼此盘旋、碰撞并融合在一起时在时空中产生的波纹。科学家们使用LIGO数据以及爱因斯坦广义相对论的方程式制作了这张模拟图。

一个世纪前爱因斯坦就在相对论中预言了引力波的存在, 50年来科学家们一直试图寻找引力波。据爱因斯坦描绘,引力波是彼此盘旋的巨大加速天体(如黑洞)在时空结构中产生的涟漪。科学家们对观察研究引力波很有兴趣,希望更多地了解其来源和引力。这是一张引力波的绘制图。

这张绘制图展现了一个超大质量黑洞,它的质量是太阳的数百万到数十亿倍。超大质量黑洞是隐藏在星系中心的密集天体。不过,星系的其他地方也存在较小的黑洞。图中黑洞的周围是吸积盘,由被黑洞引力吸引而来的尘埃和气体构成。黑洞的旋转也造成高能粒子向外喷射。

这张图显示了星系冕(图中淡紫色物质)在黑洞周围产生X射线闪光的过程。从左向右看,星系冕向内聚集,变得更亮,随后从黑洞射出。天文学家不知道为什么它们会移动,不过他们已经认识到,望远镜所能观测到的X射线增亮是由这一变化过程引发的。

黑洞周围旋转着动荡的气流。一些气体螺旋式地向黑洞内部移动,还有些气体被吹走。黑洞引力很大,哪怕光也无法逃脱。物质被挤压在很小的空间中。恒星死亡时可能会产生黑洞。由于没有光可逃脱,人们看不到黑洞。配有特殊工具的太空望远镜有助于找到黑洞。通过这种工具,天文学家会发现非常靠近黑洞的恒星与其它恒星的表现是不同的。黑洞有多大?黑洞可大或小。科学家们认为,最小的黑洞像一粒原子那么小,但质量却如同一座大山。

超大质量黑洞能够辐射出超高速的气流。这些含有高度电离原子的气流以接近球形的的形式向各个方向吹出。

一个超大质量黑洞被旋转着的吸积盘围绕。

2015年7月,研究人员宣布发现了一个黑洞,它的增长速度比它的寄主星系要快得多。这一发现使人们对有关星系发展的过往假设提出了质疑。这个黑洞最早由NASA的哈勃太空望远镜发现。

两个黑洞因彼此的引力而牵绊,互绕运行。科学家们认为,星系核心的超大质量黑洞是由较小但仍然巨大的黑洞合并而成,正如这里所描绘。这个名为WISE J233237.05-505643.5的双黑洞系统距离地球约38亿光年,远比其他类似的双黑洞系统要远。

一个黑洞的猛烈爆发提供了直接证据,证明一群历史久远的、不稳定的恒星黑洞的存在。这一发现源自NASA钱德拉X射线天文台的数据,天文学家对这类神秘黑洞的本质拥有了更多的认识。这些黑洞以X射线形式产生的能量足以与100万个太阳以所有波长辐射出的能量相媲美。研究者发现了一种全新的极亮X射线源(ULX)。相较大多数双黑洞系统,它们散发着更多的X射线。在这种系统中,一颗伴星绕着一颗坍缩恒星的残骸运行。这些坍缩的恒星会形成中子星或黑洞。更多的X射线辐射表明ULX中包含的黑洞可能比银河系其他地方发现的黑洞大得多。

黑洞会像炮弹一样飞速移动?哈勃望远镜找到了这样的黑洞,并在2002年制作了这张图。黑洞会吞噬光线,因此无法被观测到。但由于它拥有一颗伴星,天文学家才得以追踪到它。有一个理论认为,剧烈的超新星爆发中一颗恒星消逝时,会产生黑洞。

图中展现了人马座A,它是位于银河系中心的超大质量黑洞,其质量大约是太阳的400万倍。它距离地球大约2.6万光年。人马座A是宇宙中可允许人类亲眼目睹到物质流动的少数几个黑洞之一。

这张图显示了NGC1313星系的中心区域。这个星系中存在一个超高光度X射线源NCG1313X-1,天文学家现在已确定那是一个中等质量黑洞。NGC1313的跨度为5万光年,位于南天星座——网罟座中,距离银河系约1400万光年。

上图是NASA的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)在轨道上的示意图。它独特的发射塔大概有学校巴士那么长,NuSTAR 的任务集中在寻找高能量X射线上。左下图是哈勃太空望远镜数据制作的彩图,图中的星系同时也是NuSTAR的九个目标星系之一。NuSTAR的任务是寻找隐藏的黑洞。右下图是一个正大吃大喝的超大质量黑洞,中央的黑洞被一层厚厚的气体和尘埃所环绕和遮挡。(惜辰)

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