科学家发现了“隐形”黑洞,什么是“隐形”黑洞呢?

2019-12-03 06:37    来源:科技领航人

几十年来,黑洞一直是科学界的热门话题。如果科学界有自己的推特,黑洞将成为未来几年的流行标签。当然,这是有道理的,因为在过去的二十年里,我们在对黑洞的理解上取得了突飞猛进的发展。从一个模糊的科学理论留给科幻作家的沉思,我们现在有黑洞存在的象形证据。更重要的是,我们发现了所谓的"隐形"黑洞。顾名思义,它们不应该被发现,但我们找到了它们!

人类第一次制作的真实黑洞图像

"隐形"黑洞基本上是从视野中遮挡的黑洞。它们处于生命的早期阶段,被浓密的气体云遮蔽。最终,随着它们"长大",它们会消耗厚厚的气幕,并完全被视为一个成熟的超大质量黑洞。

这是简单、简洁的晚餐对话版本的答案。然而,黑洞从隐形到超大质量的生长比这要复杂得多。黑洞的形成

黑洞通常是恒星死亡的结果。一颗恒星失去了保持燃烧的燃料,其核心的引力变得太大而无法控制。最终,恒星自行坍塌,形成一个接近无限密度的区域,称为黑洞。

恒星的死亡会导致黑洞的形成

但是,这只是其中一种情况。有证据表明,在宇宙初期,黑洞和第一批颗恒星共存。某些黑洞是如此之大,以至于它们必须在宇宙初期时出现,以便有足够的时间增长到目前的大小。这些黑洞的质量是太阳的十几亿倍,俗称超大质量黑洞。没有人确切知道第一个黑洞是如何出现的,但一个流行的理论认为,在大爆炸之后,有一些极其高密度的洞体在引力下坍塌,导致宇宙第一次诞生黑洞。

另一种超大质量黑洞的形成理论认为,当宇宙处于萌芽阶段时,较小的黑洞在星系中心凝聚,形成其超大质量的“兄弟姐妹”。这也许是这些天体巨兽成长为"超大"号的唯一现实手段。

超大质量黑洞位于星系中心,可达十亿多个太阳质量

这些巨大的黑洞将周围区域的所有形式的碎片和气体拉向其引力中心。就像水从浴室排水沟里流下来一样,碎片沿着这个星系排水沟的中心旋转。漩涡在黑洞周围形成一种气体和碎片的圆盘,称为吸积盘。这些吸积盘是宇宙中最亮的现象之一——类星体。什么是类星体?

类星体是相对紧凑的物体,具有较大的亮度。事实上,除了几个最强大的超新星外,它们是宇宙中最亮的天体。类星体一词来自首字母缩写词QSO,它简称为"准星体物体",因为它们的明亮光芒使它们像星星。强大的亮度来自超大质量黑洞的积圆盘碎片之间摩擦产生的强烈光和能量,当它旋转时,最终落入黑洞。通常,这些发光的堡垒比它们的宿主星系至少亮一百倍。这就引出了一个问题——为什么我们看不到类星体,就像我们在夜空中看到的星星一样?如果这些物体是宇宙中最亮的物体,那么是什么阻止了它们"像钻石一样闪耀着光芒"?

尽管类星体是宇宙中最亮的天体,但它们是很难看到的,因为它们离我们太远了。

这种明显的隐身性是因为类星体不仅是宇宙中最亮的物体,也是一些最遥远的天体。最近的距离地球至少有几十亿光年,所以无论它们有多亮,都只能通过望远镜观测到天空中微弱的光芒。 此外,产生类星体的碎片和气体在它前面也会产生一种"块状物",阻止很大一部分光线通过它。这就引出了我们手头的主要话题,即"隐形"黑洞。什么是"隐形"黑洞?

超大质量黑洞在幼年时期,当它们仍在吞噬其附近密集的气体“幕布”,旋转的碎片,并产生巨大的吸积盘,导致类星体的形成,被称为"隐形"黑洞。最终,这些黑洞将消耗整个遮蔽它们气态面纱,类星体将通过燃烧所有燃料,为它们提供动力;黑洞然后会变成我们头脑中的陈规定型图像。

在美国宇航局钱德拉X射线望远镜发现有史以来最古老的黑洞之后,隐形黑洞一度成为头条新闻。钱德拉在数十亿光年之外,在一个坚不可摧的气体斗篷后面,发现了一个“隐形”黑洞,这个黑洞比宇宙的年龄小6%,大约130亿年的历史了!

美国宇航局的钱德拉X射线望远镜

在掩蔽阶段观察类星体是极其罕见的,因为目前的科学仪器几乎不可能探测到它们。钱德拉是在偶然间发现了这个类星体,将其命名为PSO167 -13。

智利圣地亚哥天主教大学研究员法比奥·维托领导的科研团队发现了该类星体。PS0167-13是团队正在观察的九个类星体之一,他们观察了PS0167-13约16小时。最后,他们发现只有三个高能X射线的光子从这个黑洞中返回。通过这次观察,科学家团队推断这是一个“隐形”黑洞,因为气态斗篷吸收了所有低能的X射线,只让高能射线通过。

发现如此早期阶段黑洞,这是一个令人难以置信的发现。只要我们花费更多得时间专注地观察它,将使科学家对宇宙的早期有重要的洞察,看到他们想发现的东西,肯定会令人兴奋!



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