宇宙中所有星体都能发光 最有可能变为黑洞的星体是

导语:在我们研究星空时,会遇到许多奇特星体,他们有的巨大无比,有的散发着强烈的热量,而我们这次要介绍的是一种可以吸收光的特殊星体——黑洞,来探究一下关于它的部分秘密 。

01对黑洞的介绍
1、关于黑洞的分类
一般而言,3~20个太阳质量的黑洞被称为“恒星级黑洞”,6~80个太阳质量的黑洞被称为“活动极强的黑洞”,质量上百万甚至上百亿太阳质量的黑洞被称为“超大质量黑洞”,又称“星系级黑洞” 。有100~1000个太阳质量的黑洞,叫作“中等质量黑洞”,目前这类黑洞的发现数量很少,又被称为“黑洞沙漠” 。
宇宙中所有星体都能发光 最有可能变为黑洞的星体是

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2、如何观察黑洞
“X射线双星”中,中心致密天体通过“星风”吸收伴星中的物质,也就是吸收伴星中的物质,这一过程形成了围绕黑洞旋转的“吸积盘”,对恒星级质量的黑洞或中子星而言,吸收盘内部区域温度非常高,辐射主要位于X射线波段,因此从这一波段很容易发现 。
02对黑洞的研究
1、特殊的“食”现象
对由两个天体组成的环绕系统而言,只要轨道角度合适,就有可能看到“食”,例如我们太阳系的“食”就是这样,这样就可以观察到周期的变化 。即便看不到「食」现象,但由于环绕伴星的星谱线会出现正弦的「多普拉移位效应」,这个效应也能产生一个绕圈周期,这样就可以很好地确定伴星的质量 。
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2、观测到的黑洞
二十世纪六十年代,透过X射线观测,我们发现「天鹅座X-1」是一颗极强的X射线源,其伴星是一颗超巨星,质量约为20颗太阳质量,轨道周期约为5.6天,透过谱线的「多普勒效应」,测得速度约为每秒70公里,经计算,该X射线源的最小质量也应为5~10颗太阳质量,这远远超过了白矮星或中子星的质量上限,因此「天鹅座X-1」很可能是黑洞,当时被认为是第一个黑洞的候选体,其后于1972年得到证实 。
迄今为止,银河系内已发现数十颗这种“X射线双星黑洞”,其大小大约为5~20个太阳质量,当然,还有的黑洞仍在黑暗中沉睡 。
美国一家激光干涉引力波天文台,著名的“LIGO”,于2016年2月11宣布,人类首次发现了“引力波”,证实了爱因斯坦一百年前的预言,迄今为止,已探测到许多双黑洞合并后产生的引力波信号 。
“LIGO”于2019年4月1日升级后恢复启动,启动第三轮引力波探测,此次升级后,LIGO的灵敏度比以往提高了40%,今后还将探测到的黑洞合并事件,有可能从以往每月一次的事件增加到每月几十次的事件,从而使引力波事件成为常态,特别是有可能探测到来自先前未见过的黑洞和中子星合并的引力波 。
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双黑洞的质量范围大约是6~40个太阳质量,合并后的黑洞质量为10~80个太阳质量,这与先前用X射线双星测量的质量有很大的不同 。
“类星体”是二十世纪六十年代四大天文发现之一,另外三个是“脉冲星”、“微波背景辐射”和“星际有机分子”,类星体是一个星系,但看起来像一颗非常致密的恒星,因此得名“类星体”,这类天体的红移非常高 。
目前最高的大约是7度,也就是说离我们远的时候,它比我们亮0.7倍,距地球可超过100亿光年,单位时间内释放的能量能达到每秒1048尔格,这远超普通星系的光度,如此小的体积能持续地释放出如此强的辐射,而恒星发光的速度却不可能超过普通星星,因此这类天体的能量机制一直令天文学家们困惑 。
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在此之后,人们开始慢慢认识到,这样的星系中心,可能存在一个巨大的黑洞,在其周围有一个高速旋转的吸积盘,它能将一部分物质的引力转变为热能并辐射出去,同时也逐渐认识到,除「类星体」外,可能所有的星系中心都存在一个巨大的黑洞 。在星系演化方面,可能不只是星系制造了一个巨大的黑洞,中心黑洞也严重影响了整个星系,甚至宇宙的演化,在「银河系」的中心有一个巨大的黑洞 。
03黑洞的特征
1、黑洞不但会“吸”还会“抛”
我们都知道对黑洞的贪心,但有一小部分黑洞仍然不那么贪心,它会以极高的速度将一部分物质抛向宇宙,这就是所谓的「喷流」,这种喷流存在于许多不同尺度的天体中,例如黑洞x射线双星、超大质量黑洞天体、大质量恒星坍缩或由双子星合并引起的γ射线暴等 。


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