關於黑洞的幾個宇宙之最
天文學家宣稱,宇宙中質量最大的黑洞現已探測到,其質量是太陽的180億倍。同時,通過在這個巨大黑洞旁的小型黑洞的觀測,天文學家用較強的重力場作用現象證實了愛因斯坦的相對論。
這個宇宙最大黑洞是之前天文學所記錄最大黑洞的6倍,它的質量很大,相當於一個小型星系,它距離地球35億光年,形成於OJ287類星體的中心位置。類星體是一種極端明亮的星體,它的物體將持續螺旋狀進入一個大型黑洞並釋放大量輻射線。然而,十分特殊的是,OJ287類星體包含著兩個黑洞,除此之外還有一個質量略小的黑洞,這樣的星體組合使天文學家能夠更為精確地對宇宙中最大的黑洞「量體重」。
這個較小黑洞的質量是太陽的1億倍,環繞著較大黑洞運行著,其每次運行一個周期需要12年時間。兩個黑洞之間距離很近,小黑洞環繞一周時能兩次與大黑洞周邊物質發生擠壓碰撞,每次碰撞都會導致OJ287類星體突然地變得明亮起來。在愛因斯坦的相對論觀點中,小黑洞運行時自身會旋轉著,或產生推進力,這樣兩個黑洞之間的距離將越來越近,這種現象還存在於太陽系與水星軌道之間,儘管水星軌道的作用比率較低。
在OJ287類星體中,較大黑洞的重力場作用導致小黑洞的運行軌道出現難以置信的傾斜39度,這種作用顯著地影響小黑洞碰撞大黑洞的周邊物質。據天文觀測統計,OJ287類星體共有十餘次出現爆發性的明亮現象,芬蘭圖爾拉天文台莫里·瓦爾頓恩領導的天文小組對小黑洞的運動等級比率進行了測量分析,他們依據小黑洞的環繞軌道周期,推算較大的黑洞的質量大概是太陽的180億倍。
瓦爾頓恩指出,之前天文學家們也評估觀測到其他雙子黑洞具有大質量,但是這些黑洞具體的質量大小很難得以確定。這是因為對黑洞周圍的氣態雲的速度估測不準,並不清楚這些氣態雲是否僅僅與黑洞擦肩而過還是氣態雲是否環繞著黑洞。然而,美國宇航局戈達德太空飛行中心的托德·斯特羅邁耶稱,他並不確信瓦爾頓恩研究小組能夠真實地測量出OJ287類星體較大黑洞的質量。他在接受《新科學家》雜誌記者採訪時說,「這是因為僅有十幾次高精度測量的爆發性明亮現象很難測定是否這種小黑洞運動特徵與爆發性明亮現象有直接關係,明顯地,如果依據這一理論爆發明亮現象並發連續性出現,那麼對於大黑洞質量的測定則別有定論。」
究竟黑洞有多大呢?美國德克薩斯州大學克雷格·惠勒稱,黑洞的大小取決於其圍繞物質區域有多長,以及黑洞為了生長吞噬宇宙物質的速度有多快?從理論上說黑洞的大小是沒有上限的。
這項最新研究還證實了另一項相對論觀點——當黑洞之間釋放能量形成重力波或在太空中形成波紋時,黑洞彼此之間會呈螺旋狀逐漸接近。黑洞釋放能量所產生的效應是黑洞相互交錯或伴隨著爆發現象。最新的一次觀測是發生在2007年9月13日,瓦爾頓恩稱,此次爆發印證了相對論,如果這兒沒有正常衰退,爆發將比之前所預計的推遲20年。他還強調指出,在未來1萬年里OJ287類星體的這兩個黑洞將發生合并。
惠勒稱,黑洞明亮爆發現象與相對論觀點符合,事實上偉大科學家愛因斯坦的理論告訴了我們未來將發生的一切。這項研究在1月9日德克薩斯州召開的美國天文學協會會議上進行陳述。
美國科學家不久前發現迄今離地球最近的黑洞。
我們所認知的黑洞是具有強大引力的天體,但黑洞還有許多不為人知的一面,
比如其旋轉速率。在黑洞形成之前,前身星來自星雲演化,而星雲中所有的粒子都具有動量,當恆星形成後並進入演化末期時仍然具有一定的角動量,如果恆星演化成黑洞,通過角動量的守恆可以得知黑洞的旋轉速度將變得更快,如果黑洞可以被「壓縮」成一個無窮小的空間,那麼其旋轉的速率可能增加至無窮,但事實上黑洞無法達到無限的速度上限。
來自加州大學洛杉磯分校的天文學教授馬克·莫里斯博士認為黑洞的旋轉會被「限速」。 天文學家已經對超大質量黑洞的旋轉進行探測,並與理論上的極限速度進行對比,比如在NGC 1365內的黑洞正在以84%光速進行旋轉,這已經達到了黑洞旋轉速度上限。
歐洲天文學家近日利用歐洲南方天文台甚大望遠鏡在NGC 300螺旋星系中發現了一個恆星質量大小的黑洞。
這個新發現的黑洞與地球的距離大約為600萬光年,比此前已知的任何黑洞都要遠得多。它的質量超過太陽質量的15倍,因此它也是迄今發現的所有恆星質量大小的黑洞中質量高居第二位的黑洞。目前,這個黑洞正與一顆即將成為黑洞的沃爾夫-拉葉星纏繞在一起運行。
據天文學家介紹,在銀河系中所發現的恆星質量大小的黑洞質量至多為太陽的10倍左右,這一質量已經不能看作是輕量級了。但是,在銀河系之外,這種質量則只能算是小兒科。天文學家近日發現的這個銀河系外恆星質量大小的黑洞至少比太陽重15倍。它也是迄今所發現的僅有的三個類似天體之一。
這個新發現的黑洞位於NGC 300螺旋星系之中,距離地球大約600萬光年。英國謝菲爾德大學天體物理學教授保羅-克勞特爾介紹說,「這是迄今發現的最遠距離恆星質量大小黑洞,這也是在本星系群之外首次發現黑洞。」克勞特爾教授是這項研究的主要負責人和論文的第一作者。
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