科学星|为什么黑洞必须以几乎接近光的速度旋转？
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这是一个活跃黑洞的例子 ， 它通过两个垂直的喷流将物质吸积并使一部分物质向外加速 。 正态物质经历这样的加速度 ， 说明类星体的工作原理非常好 。 所有已知的、测量良好的黑洞都有巨大的旋转速度 ， 而物理学定律几乎确保这是强制性的 。
看看外面的宇宙 ， 虽然星星可能会发出你最先注意到的光 ， 但更深入的观察表明 ， 外面还有更多 。 最亮、质量最大的恒星寿命最短 ， 因为它们燃烧燃料的速度远远快于质量较小的恒星 。 一旦它们达到极限 ， 无法再融合元素 ， 它们就会走到生命的尽头 ， 变成恒星的尸体 。
但是这些尸体有很多种类型：质量最小的白矮星(如类日恒星) ， 质量更高的中子星 ， 质量最大的则是黑洞 。 虽然大多数恒星自转相对较慢 ， 但黑洞的自转速度却接近光速 。 这似乎违反直觉 ， 但根据物理定律 ， 不可能有其他方式 ， 为什么？
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太阳的光线来自核聚变 ， 核聚变主要将氢转化为氦 。 当我们测量太阳的自转速度时 ， 我们发现它是整个太阳系中自转速度最慢的行星之一 ， 一个360度的自转需要25到33天 ， 这取决于纬度 。
再过70亿年左右 ， 在成为一颗红巨星并燃烧掉其核心的氦之后 ， 它的生命将随着其外层的爆炸而结束 ， 而它的核心将收缩成恒星的残余 。
外层将形成一种被称为行星状星云的景象 ， 在将这种物质送回星际介质之前 ， 它将发光数万年 ， 在那里它们将参与未来几代恒星的形成 。 但是内核 ， 主要由碳和氧组成 ， 会尽可能地收缩 。 最后 ， 引力坍缩只会停在粒子——原子、离子和电子——太阳的馀民将由其制成 。
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当我们的太阳耗尽燃料时 ， 它将变成一颗红巨星 ， 接着是一个行星状星云 ， 中心有一颗白矮星 。 猫眼星云是这一潜在命运的一个视觉壮观的例子 ， 其复杂的、分层的、不对称的形状暗示着一个双星伴星 。 在中心 ， 一颗年轻的白矮星在收缩过程中不断升温 ， 温度达到了比产生它的红巨星高数万开尔文 。
只要不越过临界质量阈值 ， 这些粒子就足以让恒星残骸抵御引力坍缩 ， 形成一种被称为白矮星的简并状态 。 它的质量将是其母星的相当大的一部分 ， 但体积却只剩一小部分：大约和地球一样大 。
【科学星|为什么黑洞必须以几乎接近光的速度旋转？】天文学家现在对恒星和恒星演化有足够的了解来描述这个过程中发生了什么 。 对于像我们的太阳这样的恒星 ， 大约60%的质量会在外层被排出 ， 而剩下的40%会留在核心 。 对于更大质量的恒星 ， 其质量是太阳质量的7到8倍 ， 其核心剩余的质量分数更小 ， 低到高质量一端的18%左右 。 在地球的天空中最亮的恒星 ， 天狼星 ， 有一个白矮星伴星 ， 可以在下面的哈勃图像中看到 。
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天狼星A和B ， 一颗普通(类太阳)恒星和一颗白矮星 ， 由哈勃太空望远镜拍摄 。 尽管白矮星的质量要小得多 ， 但它微小的、类似地球的体积保证了它的逃逸速度要大很多倍 。 此外 ， 它的旋转速度将远远大于它在全盛时期的旋转速度 ， 那时它是一颗成熟的恒星 。
天狼星A比我们的太阳更明亮 ， 质量更大 ， 我们相信天狼星B曾经讲过一个类似的故事 ， 但是它很久以前就耗尽了燃料 。 今天 ， 天狼星A主宰着这个系统 ， 它的质量大约是我们太阳的两倍 ， 而天狼星B的质量只大约等于我们太阳的质量 。
然而 ， 基于对白矮星脉冲的观测 ， 我们得到了宝贵的教训 。 白矮星不像普通恒星那样需要几天甚至大约一个月的时间来完成一个完整的旋转 ， 而是在一个小时内完成一个360度的旋转 。 这可能看起来很奇怪 ， 但如果你看过花样滑冰的套路 ， 同样的原理也可以解释白矮星的转速：角动量守恒定律 。
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