 |
黑洞2021/6/7 10:36:14 |
 |
讯，近期，中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队发现迄今最大恒星级黑洞，这颗70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限。据了解，黑洞一般分为恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。而恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的。
北京时间2019年11月28日凌晨，国际科学期刊《自然》发布了中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的一项重大发现。依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST)，研究团队发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞，并提供了一种利用LAMOST巡天优势寻找黑洞的新方法。这颗70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限，颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知，有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。
黑洞是一种本身不发光的神秘天体。任何物质，包括光也无法从它身边逃离。根据质量的不同，黑洞一般分为恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。这其中，恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的，是宇宙中广泛存在的“居民”。理论预言银河系中有上亿颗恒星级黑洞，但迄今为止，天文学家仅在银河系发现了约20颗恒星级黑洞——而且都是通过黑洞吸积伴星气体所发出的X射线来识别的、质量均小于20倍太阳质量的黑洞。
2016年秋季开始，国家天文台领导的研究团队利用LAMOST开展双星课题研究，历时两年监测了一个小天区内3000多颗恒星。结果发现，在一个X射线辐射宁静的双星系统(LB-1)中，一颗8倍太阳质量的蓝色恒星，围绕一个“看不见的天体”做着周期性运动。不同寻常的光谱特征表明，那个“看不见的天体”极有可能是一颗黑洞。
研究人员随即进行了“确认”：他们通过西班牙10.4米口径加纳利大望远镜和美国10米口径凯克望远镜，进一步确认了LB-1的光谱性质，计算出该黑洞的质量大约是太阳的70倍。值得一提的是，在两年之久的监测时间里，LAMOST共为这项研究做了26次观测，累积曝光时间约40个小时。刘继峰表示，如果利用一架普通四米口径望远镜来寻找这样一颗黑洞，同样的几率下，则需要40年的时间——这充分体现出LAMOST超高的观测效率。
目前恒星演化理论预言在太阳金属丰度下只能形成最大为25倍太阳质量的黑洞。这颗新发现黑洞的质量已经进入了现有恒星演化理论的“禁区”。美国激光干涉引力波天文台(LIGO)从2015年起，通过探测引力波的方法发现了数十倍太阳质量的黑洞;2017年，雷纳韦斯、基普索恩和巴里巴里什因在LIGO的建造和引力波探测方面的贡献被授予诺贝尔物理学奖。LIGO台长大卫雷茨评论，“在银河系内发现70倍太阳质量的黑洞，将迫使天文学家改写恒星级黑洞的形成模型。这一非凡的成果，将与过去四年里美国激光干涉引力波天文台(LIGO)及欧洲室女座引力波天文台(Virgo)探测到的双黑洞并合事件一起，推动黑洞天体物理研究的复兴”。接下来，利用LAMOST极高的观测效率，天文学家有望发现一大批“深藏不露”的黑洞,开创批量发现黑洞的新纪元。
这项工作是基于LAMOST(中国兴隆)、加纳利大望远镜(西班牙加纳利群岛)、凯克望远镜(美国夏威夷)和钱德拉X射线天文台(美国)的观测数据完成的。本研究共包括55位作者，来自中国、美国、西班牙、澳大利亚、意大利、波兰和荷兰7个国家28家单位。
为您推荐
地球上最干净的空气闻起来怎么样？空气靠近寒冷的南极洲
人类首次直接观察到行星诞生过程 人类何时才能看到系外行星
火星海王星“同框”12日上演 翌日再合下弦月
紫金山天文台：“最亮”金星10日闪耀星空 届时将金光璀璨
木星的大红斑又变小了是怎么回事 NASA卫星木星最新高清图像
虫洞真的存在吗 如何才能探测到虫洞
科学家首次实现了室温超导是怎么回事 室温超导有什么意义
讯，近日，由天文学家发布的一则“黑洞撕裂恒星瞬间”视频登上热搜，画面中，一颗垂死的恒星在被一个超级黑洞撕裂时发出的闪光，十分耀眼。据悉，“黑洞‘吞噬’附近一颗恒星就是一场潮汐撕裂事件，而垂死的恒星中往往会喷射物质。
参考消息》14日刊登美国太空网站报道《望远镜观察到黑洞通过“意面化”杀死恒星》。摘要如下：望远镜捕捉到一颗垂死的恒星在被一个超级黑洞撕裂时发出的罕见闪光。
这一罕见的潮汐撕裂事件是已知距离地球最近的此类事件，相距距离仅为2.15亿光年。在潮汐撕裂事件中，恒星会被“意面化”(变成意大利细面条状)。
研究第一作者、英国伯明翰大学讲师、皇家天文学会研究员马特尼科尔在欧洲南方天文台的一份声明中说：“黑洞‘吞噬’附近一颗恒星的想法听起来像科幻小说，但这其实就是一场潮汐撕裂事件。”研究人员利用多台望远镜捕捉到了这一事件，包括欧洲南方天文台的甚大望远镜和新技术望远镜。
研究共同作者托马斯韦弗斯在同一份声明中说：“当一颗倒霉的恒星距离星系中心一个超级黑洞太近时，黑洞的极端引力会把恒星撕成稀薄的物质流。”韦弗斯是欧洲南方天文台驻智利圣地亚哥的研究员，在开展这项研究时他在英国剑桥大学天文学研究所工作。
欧洲南方天文台官员说，过去很难看到这些事件，因为黑洞吞噬恒星时，垂死的恒星中往往会喷射物质，比如尘埃，从而使视野变得模糊。幸运的是，本次事件是在恒星被撕裂成碎片后不久就进入了研究人员的视线。
研究人员用6个月时间研究了本次事件，当时那里的闪光变得明亮，然后逐渐消失。研究者们在紫外线、光学、X射线和无线电的波长范围观测了这一天文现象。研究人员说，对这一事件的研究结果表明了物质是如何离开恒星的，并展示了恒星在濒死时发出的闪光。
为您推荐
NASA：北极冬天下雪！将导致更严重的变暖
NASA：北极晚上天空变亮！暗含人类气候变化的深刻危机
地球上最干净的空气闻起来怎么样？空气靠近寒冷的南极洲
人类首次直接观察到行星诞生过程 人类何时才能看到系外行星
火星海王星“同框”12日上演 翌日再合下弦月
紫金山天文台：“最亮”金星10日闪耀星空 届时将金光璀璨
木星的大红斑又变小了是怎么回事 NASA卫星木星最新高清图像
虫洞真的存在吗 如何才能探测到虫洞
导语：黑洞就像个深渊无底洞，传统的观念是跌入其中，便会撕裂得粉身碎骨的。它犹如魔掌般将你拖入至一个恐怖的世界，无声无息的。那么跌入黑洞万劫不复?看看霍金最新研究怎么说吧。霍金最新研究显示，黑洞并非“永恒监狱”，很可能是穿越至另一个宇宙的入口。黑洞那边可能是山脉类似这样的实体存在。
霍金最新研究：跌入黑洞万劫不复？可能穿越至另一个宇宙
据英国每日邮报报道，长期以来黑洞被认为是“永恒监狱”，所有信息会被吸入黑洞深处。但目前史蒂芬-霍金(Stephen Hawking)最新一项研究表明，黑洞可能是一个通往平行宇宙的入口。黑洞可以是超大质量实体，像直径从太阳至木星之间的距离，霍金解释称，但也有可能黑洞像一座山脉一样小。
近日，这位全球著名的理论物理学家在哈佛大学“黑洞倡议”活动开幕式上解释了这一概念，“黑洞倡议”活动将特殊聚焦于黑洞研究。霍金的演讲是在哈佛大学桑德斯剧院进行的，到场的听众超过1000多人。通过“黑洞倡议”活动，哈佛大学的专家们将协力培养对黑洞研究感兴趣的高校师生。在演讲中，霍金还讨论了近期发现的引力波。
黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体，就连电磁波也逃逸不出。
霍金是英国剑桥大学宇宙理论中心研究主管，在过去几年里，他的理论揭晓“遗失信息”被吸入黑洞之中。他认为，这些信息可能存储在交替宇宙中，不会像传统观念所认为的永久性消失。
霍金在演讲中强调称，黑洞并非是过去人们所想的“永恒监狱”，一些事物可以从黑洞中逃脱，也可能穿越另一个宇宙。因此如果当你在黑洞中，不要放弃，应该会出有出路的。理论物理学家称信息到黑洞里走一趟还能再出来，就好比是一本百科全书被烧得面目全非，但是百科全书的信息还在，只是很难进行破译。
黑洞有寿命，质量越大的寿命越长，因为随着吸积质量的增加，它的引力会变小，但是无论大小黑洞都会死亡。因为黑洞吞噬物质的同时，也在不断向外辐射，这样以损失其质量做为代价，并且它蒸发得越多，奇点的质量就损失越快温度也会越高，温度越高，它辐射就越强。
小黑洞由于质量小，当它吸积的物质换算成能量总是小于它辐射的能量时，这时候温度会越来越高，质量会急剧减少，奇点的质量和它的引力不足以对抗辐射时，便发生黑洞爆发，以前吞噬过的物质以粒子的形式被抛向宇宙，黑洞也就寿终正寝。而质量大的黑洞比如星系黑洞，由于它蒸发得非常缓慢，所以寿命会非常地长。
黑洞是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。
1916年，德国天文学家卡尔史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这个定值称作史瓦西半径，这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰阿奇博尔德惠勒命名为“黑洞”。
黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种密度极大、体积极小的天体。黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。黑洞由中心的一个由黎曼曲率张量出发构建的标量多项式在趋向此处发散的奇点和周围的时空组成。
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。
黑洞通常是因为它们聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。高温气体辐射热能的效率会严重影响吸积流的几何与动力学特性。已观测到了辐射效率较高的薄盘以及辐射效率较低的厚盘。
由于黑洞的密度极大，根据公式我们可以知道密度=质量/体积，为了让黑洞密度无限大，而黑洞的质量不变，那就说明黑洞的体积要无限小，这样才能成为黑洞。
讯，一提到黑洞，想必大家都毛骨悚然。近日，有科学家团队探测到了两个黑洞碰撞产生的引力波信号，之后在2017年又宣布首次探测到两个中子星并合产生的引力波信号。据了解，引力波是爱因斯坦在1916年根据广义相对论所预言的一种神秘现象。
发现引力波是意义非凡的，这不仅又一次验证了爱因斯坦的广义相对论，还可能开启人类引力波天文学的新时代。引力波是发现了，但还有一个基本的问题等待解答——产生引力波的两个黑洞是如何发生碰撞与合并的呢?
两个黑洞要发生碰撞与合并，显然它们之间的距离要非常近。据估计，这个距离或许只有五分之一个天文单位(地球到太阳的平均距离)。要明白，这些黑洞的前身是大质量恒星，它们最终演化成两个黑洞并合二为一必然是一个匪夷所思的过程。
2015年，LIGO团队宣布他们首次探测到了两个黑洞碰撞产生的引力波信号，之后在2017年又宣布首次探测到两个中子星并合产生的引力波信号。这一次，在北京时间8月15日，LIGO团队宣布再次探测到一组引力波信号，并认为这次可能是由黑洞和中子星之间的碰撞产生的。
广义相对论预言了时空的涟漪——引力波的存在，但如果量子理论是正确的，那么引力波也应当表现出波粒二象性。到目前为止，科学家对于引力波的探测都只局限在其“波”的特性，组成引力波的粒子——引力子真实存在吗?我们要如何探测探测引力波的“粒子”特性呢?
2016年2月，LIGO发表了一项声明，彻底改变了人们对宇宙的图像：在10多亿光年之外，两颗质量分别为36和29个太阳质量的巨大黑洞相互旋进并合。这次并合事件的结果是产生了一个62个太阳质量的黑洞，根据爱因斯坦质能方程E = mc2，剩下的3个太阳质量转化为纯粹的能量，以引力波的形式在整个宇宙中荡漾。
自那之后，LIGO探测到的引力波信号数量已经上升到两位数，引力波如今也已经极大地加深了我们对宇宙的认识。然而，所有这些仍然只是根据广义相对论这一经典的引力理论得出的关于宇宙的信息。如果量子物理学是正确的，那么即便是对于引力波，波粒二象性也是真实存在的。接下来我们讨论这到底意味着什么。
为您推荐
NASA：北极冬天下雪！将导致更严重的变暖
NASA：北极晚上天空变亮！暗含人类气候变化的深刻危机
地球上最干净的空气闻起来怎么样？空气靠近寒冷的南极洲
人类首次直接观察到行星诞生过程 人类何时才能看到系外行星
火星海王星“同框”12日上演 翌日再合下弦月
紫金山天文台：“最亮”金星10日闪耀星空 届时将金光璀璨
木星的大红斑又变小了是怎么回事 NASA卫星木星最新高清图像
虫洞真的存在吗 如何才能探测到虫洞
