见证人类第一张黑洞照片:宇宙“巨兽”露真容( 三 )

从1970年左右开始,天文学家逐渐在宇宙中找到黑洞可能真实存在的观测证据。天文学家发现的黑洞候选体大体上可以分成两大类别:恒星质量黑洞与超大质量黑洞。对于质量位于它们之间的中等质量黑洞,目前的观测证据则要少很多。

2015年,人类首次探测到了来自宇宙中的引力波,引力波的探测可以说是近几年物理与天文学界最重大的突破之一。它不仅进一步验证了广义相对论,而且还对引力波与黑洞的存在给出了关键的观测证据。因此,对这个项目起到决定性作用的三位科学家迅速在2017年获得了诺贝尔物理学奖。这次引力波信号持续时间不到1秒,天文学家相信它来源于两个质量分别约为30和35倍太阳质量黑洞的碰撞并合。这和理论预期是一致的,广义相对论的计算告诉我们当运动的质量拥有变化的加速度时会辐射引力波。在绝大多数情况下,引力波辐射是非常微弱的,而两个互相绕转的致密天体(如黑洞和中子星)正是天然的引力波源,其在并合前辐射的引力波就相对比较强。

见证人类第一张黑洞照片:宇宙“巨兽”露真容

近几年引力波事件中探测到的黑洞是恒星质量黑洞,质量大概在数倍到数十倍太阳质量之间。对于这类黑洞,我们已经有了较好的了解,我们相信它们是大质量恒星演化的最终产物。按照估计,银河系大约有千亿颗恒星,其中大质量恒星寿命比较短,多数应该都已经演化成黑洞,银河系中估计大约有1亿颗恒星质量黑洞。目前人类在银河系中只探测到几十颗这类黑洞候选体,其中离我们最近的黑洞麒麟座V616离我们大约有3000光年。

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