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银心黑洞正在苏醒,吞噬量是以前的3倍,它会吞了整个银河系吗?

 千姿百态万花筒 2022-05-23 发布于内蒙古

银河系中心黑洞的证实

我们所处的银河系是一个棒旋星系,主要由恒星、行星、卫星、彗星、小行星、星云物质等组成,总质量在4.2*10^41千克,直径达到16万光年,其中恒星的数量在1000-4000亿颗之间。我们的太阳系处在银河系的猎物座悬臂上,距离银河系的中心大约2.5万光年,以每秒200多公里的速度绕着银河系中心高速运转,公转一圈所需的时间长到2亿多年。

由于黑洞的引力极大,甚至连光线都被牢牢吸住逃逸不出来,因此黑洞是不能直接被观测到的,但是可以通过间接的方式,即通过观测它对周围星体的影响来确认它的存在。一般情况下,一个大质量黑洞由于喷流作用,会在其周围存在着围绕它周期性运行的热斑,在光谱分析中呈现红外辐射的“摇摆性”。另外,当一个星体被黑洞吸入之后,会释放强烈的紫外线和X射线,这些都可以作用黑洞是否存在的间接证据。

通过科学家们长期对银河系中心的观测,发现银河系中心具有3个可见性热斑,而这3个耀斑经过深入分析,判定是中心黑洞引力透镜的产物,在此基础上模拟出银河系中心黑洞的吸积盘。与此相对应的,科学家们观测到银河系中心区域至少存在着400万颗恒星,这里是银河系中恒星密度最大的区域,而且通过专门天文望远镜和软件,确认了这些恒星以极快的速度和比较稳定的轨道运动轨迹围绕中心运转,从而验证了银河系中心拥有强大的引力场,而达到这个引力级别的只有黑洞才可以。

银河系中心黑洞Sgr A*

早在1974年,银河系中心的黑洞,就通过上述的方法被间接观测到,但其质量大小和运行规律因无法直接观测而不得而知。直到2002年,德国马克斯-普朗克研究所通过多年对黑洞Sgr A*周围特定恒星和星云物质的观测,估算出了银心中心黑洞Sgr A*的质量大约为太阳质量的400万倍。

同时,根据科学家们的观测,在银河系中心区域密集的恒星区内,存在着大量的“年轻”恒星,而且运行轨迹比其它区域的恒星要“零乱”得多。根据现代天文学理论的相关研究结果,这些“年轻”恒星不太应该出现在此区域,表明只能是从别处生成而被引力吸进此区域的。而恒星运行的非常规性,表明还应该受到其他巨大引力的影响。后来经过更深入的间接观测,在银心区域,除了最巨大的黑洞Sgr A*之外,还存在着至少上千个小型的黑洞,而且Sgr A*正在以不断加快的速度吞噬着这些小型黑洞和周围其他星体和星际物质。

黑洞的形成

黑洞的形成过程,其初期和大多数恒星一样,是随着恒星内部核聚变进程的变化所引发的结果。对于质量较小的恒星,当内部氢的核聚变达到尾声时,在核心区不能继续引发氦的聚变反应,燃料耗尽会最终形成红矮星。对于质量和太阳相近的中等恒星,在生命尾声阶段形成红巨星,可以继续引发氦的聚变反应,最终形成白矮星和黑矮星。而对于质量超大的恒星,内部核聚变可以一直持续到铁元素为止。

在此过程中,大质量恒星会形成红超巨星,内核对恒星表面的引力将大于向外的辐射压力,红超巨星发生塌缩。在强大的引力作用下,电子简并压不足以支撑重量产生的引力时,致使原子核外电子被压进原子核,与质子结合形成中子,形成中子星。如果恒星的质量更大(达到奥本海默极限,3.2倍太阳质量以上),塌缩程度更强,以至于在最后阶段向外抛洒大量的重元素物质,以超新星爆发的形式结束恒星的生命,最后形成黑洞。

黑洞的吞噬

黑洞对周围天体由于引力作用而引发的吞噬现象,是宇宙中最壮观也是最神奇的一幕。通过科学家的观测,很多在黑洞周围的物质,会随着时间的推移而消失不见,可以推测出这些物质肯定是被黑洞的引力拖入了黑洞。只要天体达到黑洞的一个边界,即事件视界,那么这个物体就永远无法逃脱了。

黑洞通过吸收周围星际物质,自身质量不断增大,黑洞也就不断地“长大”,另外也可以通过多个黑洞结合的方式达到这一目的。当黑洞的质量随着吞噬作用的加剧增长到一定程度之后,与之相对应的霍金辐射效应也明显增强,霍金辐射是通过量子效应理论,推导出来的黑洞向外进行热辐射的一种物质散发模式,黑洞质量越大、温度越低,其霍金辐射的强度就越小,寿命就会越长,反之就会越短。

银河系中心的黑洞能吞噬掉整个银河系吗?

经过科学家们的观测,银河系中心吞噬星际物质的速度要比之前明显加快,依据是黑洞吞噬过程中向外释放X射线产生的耀斑量,比以前增加了3倍左右,表明银河系中心的黑洞成长速度正在加快,但是产生的深层次原因还需要天文学家们持续地进行观测,在此基础上进行深入方可明确结论。

黑洞吞噬周围的星际物质,必须要满足一定的条件,那就是这个星际物质已经接近中心黑洞的吸积盘区域,而且星际物质的运转速度要比较低,方可被黑洞吞噬。而银河系绝大多数区域都距离中心黑洞的吸积盘非常遥远,这些星际物质在围绕中心公转的离心力与中心引力相平衡的条件下,保持着相对稳定的运转状态,几十亿年以来变化的幅度非常小,因此不用担心银河系会被中心的黑洞所吞噬。

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