黑洞是如何“吃大餐”的?

作者: 林达成

来源: 赛先生

发布日期: 2018-09-10 16:23:58

本文探讨了黑洞的强大引力及其如何吞噬周围物质的过程,介绍了黑洞的分类以及科学家如何通过黑洞“进食”时发射的X射线来研究它们。

黑洞拥有摧枯拉朽的超强引力,它的魔爪连光都无法挣脱。那么它是否会肆无忌惮地吞噬周边的一切呢?如果某个东西不幸太靠近黑洞又会发生什么事情?

黑洞的密度极大,所有质量被限制在极小的视界范围内,就连光都逃不出来。这就导致黑洞附近引力极其强大。如果要将地球变成黑洞,就必须把它压缩到一个硬币大小,重力也将比我们现在感受到的强约0.5亿亿倍。正是因为连光线都无法逃脱,所以黑洞本身并不发光,我们很难像探测其他天体那样直接探测到它们。

那科学家们如何来观察和研究黑洞呢?在它“吃东西”的时候去探测它!黑洞在“进食”的过程中,并不是将周围的物质一口吞下。那些物质会盘旋着形成所谓的吸积盘,并被黑洞强大的引力场加热到极高温度(极强的势能转换成热能),发射出很强的X射线,从而被空间探测器探测到。

黑洞虽然看起来很神秘,甚至是不可思议,但是对天文学家来说,它们的存在却是毋庸置疑的。在黑洞王国里,我们所熟知的,有矮人和巨人两个大家族。

矮人家族指恒星级黑洞,质量为太阳的几倍到几十倍。这个家族的成员通常能在双星系统——包括一个黑洞和一颗绕着它转的恒星——中被探测到,因为黑洞会吸积着恒星表面的气体而发光(这种系统中恒星离黑洞太远不会被整体吃掉)。而巨人家族指的是那些超大质量黑洞,它们的质量可以达到太阳的一百万倍甚至十亿倍以上,普遍存在于星系核中心。

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