黑洞看不見,又是怎麼檢測到的?又是怎麼知道質量的?

熱點鎖定


黑洞看不見,又是怎麼檢測到的?又是怎麼知道質量的?

如果一個黑洞不與周圍任何天體發生關係,那麼也許只能通過其引力透鏡來檢測器是否存在了,要是背景根本無任何光線,那麼這個黑洞就也許就無法檢測了!

引力透鏡原理

但我們銀河系中心的黑洞卻不是通過引力透鏡發現的,而是其吸積盤的X射線耀斑

錢德拉太空望遠鏡觀測到的銀河系中心的黑洞,位於人馬座核心區的Sgr A*,在一月份釋放出的超亮X射線耀斑。這個X射線耀斑是從其黑洞吞噬物質時的吸積盤發出來的!

當然還有原始恆星盤、白矮星以及中子星都能產生類似吸積盤或者吸積盤的效果,但這幾種的產生的吸積盤波段是不一樣的,如果中心為原始恆星,那麼吸積盤輻射多半處於紅外區,而後者及黑洞產生的吸積盤的輻射多半處於光譜的X-射線及更高區域。因此可以根據輻射的波段來測定其中心是個什麼天體!並且可以根據觀測到黑洞的吸積,從而反向推算出黑洞的性質。

如果有引力透鏡,那麼推測其性質就相對會比較簡單了,另外也可以特殊情況下的引力波來探測,但這種機會由於我們的引力波探測設備的精度極限,機會是可遇不可求的,只能作為輔助手段


星辰大海路上的種花家


施鬱

(復旦大學物理學系)

現在可以通過引力波的探測來探測黑洞,通過觀測到的引力波的性質反推引力波源的性質,判斷是不是來自黑洞,如果是,可以反推黑洞的質量等等信息。還有一個常用方法是通過電磁波觀測黑洞的吸積,從而反推黑洞的性質。物體被黑洞吸積,形成吸積盤。 在吸積盤中,摩擦力使得角動量向外轉送,從而物質更向內落,從而放出勢能,提高氣體溫度、提高氣體的溫度。當被吸積的物體是中子星或者黑洞時,內部吸積盤軌道上的氣體高速運動,導致的摩擦非常可觀,從而給吸積盤內部加熱,發出大量的電磁波,特別是X射線。這些X射線被望遠鏡探測到。 吸積是很高效的產生能量的過程。很多時候,吸積盤與相對論性噴流(從極點噴出的電離化的物質)為伴。活動星系核和類星體通常被認為是超大質量黑洞的吸積盤。 X射線雙星被認為是其中一個星是從伴星吸積物質的雙星系統。


物理文化與施鬱世界線


1969年,科學家約翰·惠勒,創黑洞理論。因為,在宇宙中,一些黑洞體,質量多,密度大,呈超強吸引力。所以,束縛黑洞範圍內,一切結構部分。並且,吞噬黑洞範圍外,一切墜落東西。甚至,包括運動最快的,光能量粒子。

雖然,人類眼睛中,不見黑洞影子。

然而,憑藉望遠鏡,發現宇宙裡面,可能是黑洞造成的,一些運動和輻射現象。

譬如,觀測天鵝座體系,發現藍星運動軌跡,呈纏繞週期變化。分析是6倍M日的,宇宙黑洞體,在1300萬英里外,繞天鵝星X—1,不斷旋轉造成的。並且,天鵝星X—1的,一些結構部分,被黑洞體,持續吸積移動,看起來龍捲風似的。甚至,呈螺旋狀,飛濺X射線粒子。

譬如,觀測M87星系,發現直徑130光年的,氣態雲盤體,沿橢圓軌道,持續旋轉運動,1小時功夫,大概160萬公里速度。分析是80億M日的,宇宙黑洞體,在M87核中心,不斷吸引造成的。並且,包括雲盤的,一些結構部分,被黑洞體,持續吸積噬滅,看起來鳳凰涅槃似的。甚至,呈軸極線,噴射高能電粒子。

現在,觀測質量最輕的,宇宙黑洞體,可能是XTE J1650—500。推測質量3.8倍M日 ,直徑24公里長。其運動軌跡,呈纏繞改變,一週期時間,大抵0.32天。並且,觀測年齡最幼的,宇宙黑洞體,可能是SN 1979C。由螺旋M100星系,一質量20倍M日 的,II—L型恆星體,在30多年前,經塌縮爆炸形成的。甚至,觀測旋轉最快的,宇宙黑洞體,可能是GKS 1915+105,1秒鐘功夫,大抵轉1000圈樣子。或許,觀測距隔最遠的,宇宙黑洞體,可能是NGC 300—1,離太陽系,大抵6500萬光年。

在宇宙中,太初黑洞體,可謂最原始的。大爆炸10*4年內,靠膨脹效應,由瀰漫霧原子,不斷擠軋形成的。雖然,推測體積小,不超過氫核樣子。然而,含質量大,跟地球相當。

在宇宙中,超級黑洞體,大多是星團系的,主要結構部分。在核旋轉區,靠強吸引力,由重磅恆星體,不斷碰撞形成的。雖然,推測體積小,不過是時空奇點。然而,含質量超大,上百億倍M日。

當然,大多數黑洞體,應該是重量上,可能超3.2M日的,一些恆星類,在核燃燒末,不斷塌縮形成的。

歸根結底來說,任何種類的,宇宙黑洞體,可搏動和輻射的。終歸,不是裸奇點!


分享到:


相關文章: