黑洞撕裂恒星瞬间
2023-04-08 来源:文库网
黑洞撕裂恒星瞬间
黑洞撕裂恒星瞬间
天文学家罕见地捕捉到了一颗恒星在被一个超大质量黑洞撕裂之前垂死的最后时刻。
发生在2.15亿光年之外的Eridanus星座的一个螺旋星系中,被称为潮汐撕裂事件的现象比以往任何记录都更接近地球,这可能为已知发生的更神秘的天文事件之一提供新的线索。
此类事件发生在一个星球太接近一个黑洞,被极端黑洞的引力撕碎的时候,被称为“意大利面化” spaghettification——因为恒星物质产生的碎片拉伸成长的、相对较薄的线。
当这些线中的一些被吸入黑洞时,释放出的难以置信的能量会产生发光的耀斑,使地球上的观测者能够探测到它的位置。
英国科学家在2021年进行了为期6个月的调查,并在周一发表在《皇家天文学会月刊》上的一项新研究中描述了这一过程。
通过使用紫外线、光学和X射线数据,他们能够绘制出黑洞喷射出的碎片的路径,并确定其相对质量和速度。
科学家是如何观测到黑洞的
理论上黑洞是不可以直接被“看”到的。
黑洞与其他致密星相比最重要的特征就是它d的施瓦西半径 视界半径要大于表面半径,由于任何辐射都不可能从黑洞的视界半径内辐射出来 包括光。
虽然黑洞无法直接观测,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。借由物体被吸入之前的因高热而放出和射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。
黑洞是怎么形成的
黑洞的形成:是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩产生的。
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。
但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
黑洞会自己消失吗?消失后会剩下什么?
上过世纪70年代以前,科学家一直以为黑洞就是一个只吃不拉的貔貅,霍金改变了人们的这个观点。霍金创造性的将量子力学与广义相对论结合起来对黑洞进行研究发现,黑洞会蒸发质量。
由于海森堡不确定性原理 量子不能同时确定它的位置和速度,这两个量的不确定性的积必须大于等于约化普朗克常量的一半,绝对的真空是不可能存在的 因为没有任何物质也是同时确定了位置和速度。所以,它会随机的产生许多粒子-反粒子对,产生的同时又湮灭了。在宏观上来看,并没有质量产生。
但如果这对粒子出现在黑洞视界 黑洞视界:黑洞周围光不能逃逸出黑洞的一个最大的半径构成的球面,视界及以内都算着是黑洞的表面,其中一个粒子可能会被黑洞吞噬。这样,另一个粒子就会被提升为有质量的粒子并逃逸向远方。由于能量守恒定律,质量是不可能无缘无故的产生,所以,逃逸向远方的粒子质量实际上是黑洞赋予的 吞噬入黑洞内部的虚粒子消耗了黑洞的质量,这就是霍金辐射。
霍金辐射十分的微弱,一个只有太阳质量的黑洞表面的温度都只有60纳开,远低于2.7开的宇宙背景辐射,所以,只要宇宙没冷却到低于60纳开的温度,它的质量就不会因为霍金辐射而减小,反而会吞噬掉宇宙背景辐射的能量从而增加质量。这导致了一个太阳质量的黑洞蒸发就需要10∧58年来蒸发0.0000001%的质量。但黑洞越小,表面温度越高,霍金辐射就越强烈。例如:有月球质量大小的黑洞表面温度与宇宙背景辐射差不多,所以它不会变大也不会变小;一个量子黑洞的温度可以高达上千万度,在它产生的瞬间就被蒸发完了,所以也不必担心粒子对撞机撞出的量子黑洞会吞噬地球。同时,这就是一些质量较小的太初黑洞消失的原因。
被霍金辐射蒸发完的黑洞不会形成什么天体,就如同水被太阳烤干一样,什么都不会剩下。根据宇宙终结理论之一的热寂说,超大质量的黑洞的蒸发完毕也就意味宇宙的终结~差不多要10∧90年。所以,不用担心,人类应该在这之前早就灭绝了。