黑洞綜述

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旋轉的黑洞 (NASA)

黑洞,黑洞,還有更多的黑洞。在過去的幾周裡,我一直在思考、談論,甚至夢到黑洞(是的,真的,睡意朦朧的想法似乎很適合這些奇妙的天體)。這主要是因為我的書《Gravity's Engines》上架了,但也因為幾乎每天都有關於這些最密集和最奇妙天體的天體物理學研究新成果出現。這裡快速總結幾個要點。

幾周前釋出了一項新的調查,其中包含約 250 萬個超大質量黑洞的位置,該調查使用了 NASA 的 WISE(廣域紅外巡天探測器)任務獲得的全天圖,以追蹤遙遠星系中塵埃籠罩的黑洞發出的熱輻射點。這些黑洞正在吞噬物質,當物質向事件視界墜落和盤旋時,物質會變熱並釋放能量。大部分能量以光子的形式存在,這些光子撞擊一些星系中厚厚的塵埃和氣體,使其升溫,從而產生實際上是紅外光的餘輝。


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每個圓圈都表示一個遙遠而塵埃瀰漫的星系中心正在吞噬物質、產生能量的黑洞 (NASA/JPL-Caltech/UCLA)

這些塵埃星系及其中心的超大質量黑洞遍佈宇宙。在 WISE 資料中,它們可以追溯到 100 億光年以外。雖然我們已經知道宇宙中幾乎每個星系中心都包含一個巨大的黑洞,但這是第一個對這些更難以捉摸的富塵埃系統中的黑洞進行系統編目的工作——為更好地理解星系及其中心巨獸的非凡共同演化打開了大門。

這些結果在上週我接受明尼蘇達公共廣播電臺 The Daily Circuit 的採訪時被提及,您可以在這裡收聽

藝術家對一個正在增長的大星系及其正在增長的黑洞(噴射出亞原子粒子束)的印象圖 (來源:ESA/NASA/RUG/MarcelZinger)

本週又出現了一項激動人心的新黑洞研究。天文學家使用 Herschel 空間天文臺(也能夠深入觀測宇宙中塵埃瀰漫的區域)發現,一些最強大和最遙遠的超大質量黑洞能量輸出示例(所謂的射電星系)也是恆星誕生的巨大場所。Herschel 觀測電磁頻譜遠紅外部分的能力使我們能夠看到在普通可見光望遠鏡中顯得黑暗而沉悶的東西。在這種情況下,熱輻射揭示,這些星系在增長其中心黑洞的同時,也在增長其大部分恆星。事實上,在這些地方每年都會形成數百顆新恆星——考慮到我們銀河系今天如果能擠出一兩顆新恆星就非常幸運了,這是一個令人難以置信的數量。

 

它是紅色的那個。一個註定要滅亡的太陽系?(來源:ESO)

最後,您可能還記得前段時間關於最近發現的恆星或星際物質團塊似乎正在前往銀河系中心 400 萬太陽質量黑洞附近,並在 2013 年近距離飛掠的激動人心的討論。幾周前發表了一篇新論文提出,該物體實際上是一個嬰兒太陽系,一顆年輕的恆星,周圍環繞著氣體和塵埃盤,這些氣體和塵埃盤已經被銀河系中心的引力潮汐撕裂。作者認為,適合恆星和行星形成的條件存在於距離中心黑洞約十分之一光年以外的地方——這一概念在觀測到在這些距離圍繞中心黑洞執行的“環”狀年輕恆星之後,已經討論了一段時間。一顆被推擠到朝向黑洞墜落路徑的嬰兒恆星,其原行星物質包袱將被引力潮汐撕裂,這種方式至少表面上看起來與我們目前正在進行的慢動作危機的觀測結果相符。

這很可能是正確的。作者指出銀河系中心行星系統的一些後果,包括提供較小的彗星和小行星,當黑洞吞噬它們時,這些彗星和小行星可能會被視為短暫的能量閃光。對於那些安全地在距離幾十分之一光年的軌道上執行的行星系統,我們只能推測是否可能有生物在它們的天空中凝視著如此令人敬畏的景象。

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