天地大碰撞——银河系黑洞的终章

密歇根大学的天文学家道格拉斯·里奇斯通在1998年评论道:“10年前如果你在一个星系的中心发现一个你认为是黑洞的物体,业界中有一半的人会认为你是一个小狂人”。

因为黑洞的性质太奇异,一直到20世纪90年代,人们还认为它们的存在是一个科幻。密歇根大学的天文学家道格拉斯·里奇斯通在1998年评论道:“10年前如果你在一个星系的中心发现一个你认为是黑洞的物体,业界中有一半的人会认为你是一个小狂人。”自那以后,通过哈勃空间望远和巨型阵列射电望远镜(由一系列在新墨西哥的强大的射电望远镜组成),天文学家在外层空间鉴别出几百个黑洞。事实上,很多天文学家相信,天空中的大多数星系在它们的中心有黑洞。

天地大碰撞——银河系黑洞的终章

正如预计的,在天空中发现的所有黑洞旋转得非常快。哈勃空间望远镜对某些黑洞进行了计时,发现它们以每小时16093万千米的速度在旋转。在最中心,我们看到一个扁平的圆形核,直径大约1光年。核内有事件穹界和黑洞本身。

因为黑洞是看不见的,天文学家不得不利用间接的方法验证它们的存在。在照片上,他们设法识别黑洞周围的旋涡气体的“吸积盘”。天文学家现已收集到这些吸积盘的美丽的照片。(利用牛顿运动定律,知道了绕中心物体旋转的恒星的速度,就能计算中心物体的质量。

如果中心物体质量的逃逸速度等于光速,那么光线自身也不能逃逸,这就间接证明了黑洞的存在。事件穹界位于吸积盘的中心。

不是所有落入黑洞的气体都通过事件穹界有些从事件穹界的旁边经过被喷射到空间,形成两个长的从黑洞北极和南极喷出的喷射气体。这使黑洞的外观像一个陀螺。

天地大碰撞——银河系黑洞的终章

近来,在我们自己的银河系中心最终找到一个黑洞。不幸的是,尘埃云遮住了银河的中心,要不是这个原因,在地球上每天晚上在人马座方向我们会看到个巨大的火球。

没有尘埃云,银河系中心的亮度会超过月亮,成为夜晚天空最明亮的天体。在这个星系核的最中心有一个黑洞,重量大约为太阳质量的20万倍。说到它的尺寸,大约是水星轨道半径(5800万千米)的十分之一。按照星系的标准,这不是特别大的黑洞。

天地大碰撞——银河系黑洞的终章

类星体的黑洞的重量可以是太阳质量的几十亿倍。我们后院的这个黑洞目前是相当稳定的。下一个离我们最近的星系黑洞位于仙女座星系的中心,这是离地球最近的星系,黑洞质量为太阳的300万倍。它的史瓦西半径大约9656万千米。(在仙女座星系的中心至少有两个大质量的物体,大概是几十亿年前被仙女座星系吞噬的以前的星系留下的。如果几十亿年后银河系最终与仙女座星系相撞,大概我们的星系将被吞噬到仙女座星系的“胃”里,这种情况看来有可能出现。)

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