恒星 证实黑洞存在的八大证据!最后一个太直接了( 二 )


如果是这种情况 , 也有一种肯定能探测到这些暗黑“怪兽”的方法 , 那就是通过它们对其它恒星产生的引力效应 。
据张承民介绍 , 2020年 , 天文学家在观测看起来很普通的双星系统HR 6819时注意到 , 这两颗可见恒星的运动有点反常 , 而这种反常只能通过存在第三个完全不可见的天体来解释 。 随后 , 研究人员计算出这个看不见的天体的质量至少是太阳质量的4倍 , 他们断定这个天体必定是一个黑洞 。 而且 , 它是迄今发现的离地球最近的黑洞 , 距离银河系仅1000光年 。
HR 6819三体系统绕轨运行的艺术图
X射线 张承民说:“黑洞的第一个观测证据出现在1971年 , 它同样来自我们银河系中的一个双星系统 , 最近测出的距离约为7240光年 。 这个被称为‘天鹅座X-1(Cygnus X-1)’的系统会产生宇宙中一些极其明亮的X射线 ,此双星系统最初在1964年被发现” 。
NASA称 , 这些射线并非来自黑洞本身 , 也并非来自黑洞的可见伴星——这颗伴星质量巨大 , 是太阳质量的33倍 。 物质不断从这颗巨大伴星上剥离 , 并被拖入黑洞周围的吸积盘 , X射线正是从这个吸积盘发出的 。
天文学家可以利用观测到的恒星运动来估计“天鹅座X-1”中这个不可见天体的质量 。 根据最新计算 , 这个质量为太阳21倍的黑暗天体集中在一个很小的空间 , 因此 , 它不可能是除黑洞之外的任何天体 。
“天鹅座X-1”系统中黑洞从巨大伴星上剥离物质的艺术想象图
超大质量黑洞 据美国趣味科学网站报道 , 除恒星塌缩产生的黑洞外 , 有证据显示 , 宇宙中大多数大星系(拥有数千亿颗恒星的星系)中央都有一个质量为太阳数百万甚至数十亿倍的超大质量黑洞 。
也有证据表明 , 银河系的中心就有一个超大质量黑洞 。 这颗黑洞位于人马座的方向 , 所以被称为人马座A*(Sgr A*) , 它距离我们约26000光年 , 质量约为太阳的400万倍 。那么人马座A*这个超大质量黑洞会吞掉整个银河系吗?当然不会 , 因为它连距离很近的恒星S2都吃不到 , 更遑论离它更远的其他天体了 。
此外 , 据美国《新闻周刊》2019年11月21日报道 , 德国天文学家发表研究称 , 他们首次在名为“NGC 6240”的星系中央发现了3个超大质量黑洞 。 这3个黑洞位于不到3000光年的空间区域内 , 质量都超过太阳质量的9000万倍 。
银河系中央存在一个超大质量黑洞人马座A*
“意大利面化” 张承民指出 , “证明黑洞存在的另一个证据是‘意大利面化’——落入黑洞的物体会被黑洞的极大引力拉伸成细条” 。 幸运的是 , 这不太可能发生在你或你认识的任何人身上 , 但这很可能是离超大质量黑洞非常近的恒星的命运 。
2020年10月 , 天文学家目睹了这种撕裂过程——2.15亿光年外的一个旋涡星系内 , 一颗“倒霉”恒星误入超大质量黑洞的势力范围 , 惨遭撕裂和吞噬 。
张承民解释说:“在黑洞周围进行轨道运动的星体 , 在没有外界干扰的情况下 , 它将一直保持下去而不会被黑洞吸到中心去 。 但假如星体受到外界干扰产生指向黑洞的作用 , 那么星体将进行螺旋运动 , 最后被黑洞吞噬” 。
“在银河系黑洞中心附近的天体运动在短时间内保持稳定 , 但是扰动长时间积累也将会导致星体向黑洞靠拢 , 遭遇灭顶之灾 。 只不过 , 这需要几十亿甚至上百亿年” , 张承民强调 。
据美国太空网报道 , 过去很难看到这些事件 , 因为黑洞吞噬恒星时 , 垂死的恒星中往往会喷射物质 , 比如尘埃 , 使视野变得模糊 。 幸运的是 , 本次事件是在恒星被撕裂成碎片后不久就进入了研究人员的视线 。
直观图像 到目前为止 , 我们已经掌握了大量证明黑洞存在、有说服力的间接证据:辐射爆发、引力波 , 或者其他天体受到的动态影响等 。
但最终起决定性作用的证据出现在2019年4月 。 2019年4月10日 , 包括中国科学家在内 , 全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容 , 它是活动星系梅西耶87中心超大质量黑洞的直观图像 。 这个黑洞距离地球5500万光年 , 质量约为太阳的65亿倍 。
首张黑洞直观图像
研究人员表示 , 这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据 , 有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立 。
这张令人惊叹的照片是由事件视界望远镜拍摄的 , 这个望远镜是分散在世界各地的庞大望远镜网络 。 由于需要极高的灵敏度 , 8个射电望远镜分布在多个高海拔地区 , 包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的内华达山脉、智利的阿塔卡马沙漠、南极等 。

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