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天文学家发现新黑洞,距离地球仅150光年,能影响太阳系吗?

 艾牛科普君 2023-09-12 发布于福建

据《英国皇家天文学会月刊》上刊登的一篇论文显示,在距离地球最近的疏散星团“毕宿星团”内,可能存在着若干个黑洞。位于金牛座的毕宿星团距离地球仅150光年,如果研究结论无误,那么在该星团中发现的黑洞将是已知距离地球最近的黑洞。疏散星团通常包括至少数百颗恒星,这些恒星之间的引力联系比较松散。

此前已知最近的黑洞候选者是Gaia BH1,距离地球有1566光年远,如此遥远的距离,对太阳系不会有任何影响。而在毕宿星团发现的新黑洞候选者则不一样,它距离地球仅150光年,这一距离在天文尺度下来说已经很近了。

黑洞是宇宙中最神秘的天体之一,它的存在是科学家从爱因斯坦的广义相对论中推导出来的。从最初的理论预测,到观测证实,再到对其拍照成像,人类耗费了几十年时间,才对它有了一个初步的认识。

理论认为,在一定空间内,当物质的密度超过一个临界值时,物质内原子所存在的中子简并压将被击穿,并进而坍缩成一个理论上体积为0、密度无限大的奇点,形成黑洞。如果地球变成黑洞,该黑洞的视直径仅有1.75厘米,那么多的物质能够被挤压进如此小的空间内,确实难以想象。

包括光在内的任何物质一旦进入视界内,就会被黑洞所吞噬,从而消失。正是因为黑洞形如其名,难以捉摸,所以黑洞内部究竟是什么情况,黑洞的本体是什么,科学家们也不清楚。

目前科学家只能通过黑洞周围的吸积盘,或者黑洞对周围时空中的天体产生影响时,推测其存在和位置。也正是因为人类难以直接观测到黑洞,所以在距离地球150光年的毕宿星团中所发现的黑洞只是被称为黑洞候选者。

据悉,科学家基于欧空局盖亚探测器提供的恒星精确参数,对毕宿星团内所有恒星在三维空间中的运动演化进行了模拟。模拟结果显示,只有用“毕宿星团内存在若干黑洞”这一观点才能解释这些恒星的当前位置和它们的运动演化。模拟结果表明,毕宿星团内可能存在2~3个黑洞,但它们也有可能已在最近1.5亿年间被甩出了星团,成为了流浪黑洞。

根据科学家的研究,那些质量大约在25倍太阳质量以上的大质量恒星,其在生命末期发生超新星爆发后,残留核心的质量将超过奥本海默极限,即3.2倍的太阳质量,这个核心就会因为自身的重力发生坍缩,演变成为黑洞。

奥本海默极限就是在中子简并压的基础上计算出来的,因为只有在那种极端压力下,中子简并压才会被击穿。所以一般情况下,除了大质量黑洞或者中子星,宇宙中其它天体是不可能自发变成黑洞的,并且宇宙中的黑洞绝大多数都是恒星级黑洞。而星系中心普遍存在的超大质量黑洞则是在星系碰撞融合过程中合并而来的。

毕宿星团内新发现的黑洞候选者就是恒星级黑洞。太阳周围恒星平均相距数光年,离太阳最近的恒星就是距离我们4.2光年的比邻星,它与太阳之间的引力影响很微弱。毕宿星团内的黑洞距离我们150光年,影响根本谈不上。不过如果其发生流浪,又恰巧朝太阳奔来,那就有可能闯入太阳系内或者与太阳系擦肩而过,这会打破太阳系内部的平衡。

宇宙诞生至今至少有138亿年,而大质量恒星寿命短,从其诞生到演变成黑洞平均只需几千万年,因此科学家推测宇宙诞生至今已存在数量非常庞大的黑洞,其中仅银河系估计就至少有上百万个黑洞。

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