r射線暴
第二集:黑洞
左圖是天鷹座一個恒星被黑洞吞噬的照片。
用瀑布形容黑洞中心吸進(jìn)物質(zhì)的過程很貼切。當(dāng)小船在河上游時,劃船者可任意上行,但當(dāng)小船靠近瀑布邊緣時,無論劃船者怎么用力都逃脫不了被急流吸進(jìn)瀑布的命運。小船相當(dāng)恒星天體,瀑布相當(dāng)黑洞。巨大的引力使一切宇宙物質(zhì)都無法逃逸,甚至光線都被吸進(jìn)黑洞。
宇宙中恒星、超級恒星、超超級恒星密布,她們消亡時會產(chǎn)生許多大小不同的黑洞。如大犬座VY超大型恒星爆炸,產(chǎn)生一個直徑30億公里的黑洞。黑洞越大,引力越大,每秒鐘吸進(jìn)的物質(zhì)越多、速度越快,但因物質(zhì)吸進(jìn)的太多,又不均勻,有時黑洞也“咳嗽”,出現(xiàn)噎著引起黑洞顫抖。當(dāng)黑洞內(nèi)部吸進(jìn)物質(zhì)能量飽和時,黑洞將從軸心兩側(cè)同時爆發(fā)γ射線暴,其威力僅次于宇宙奇點大爆炸。γ射線暴能量奇高,速度極快,破壞力極大,γ射線暴噴發(fā)途中可以摧毀任何星系、星團(tuán)和恒星。幸運是γ射線暴沒在銀河系發(fā)生,多發(fā)生在河外星系。觀測γ射線暴,可以窺測宇宙的奧秘。
天文學(xué)家發(fā)射一枚斯維夫特衛(wèi)星探測器,拍到γ射線暴(附圖)。γ射線暴與黑洞關(guān)系密切,發(fā)現(xiàn)γ射線暴,動搖了天文學(xué)的基礎(chǔ)。
宇宙中有數(shù)十億個黑洞,理論計算黑洞幾乎無處不在。但我們卻不能直接觀測黑洞,對黑洞的物理特性一無所知。用發(fā)射飛船用人觀測黑洞太危險,不現(xiàn)實,但現(xiàn)在有了機器人,我們完全可以利用機器人操縱探測器對黑洞進(jìn)行觀測,并將探測器、機器人做的足夠結(jié)實堅固,當(dāng)探測器接近黑洞事件視界時將圖像、信息發(fā)回來,我們就可以了解黑洞視界外和黑洞內(nèi)部的情況?,F(xiàn)在這只是設(shè)想方案,并沒有真正實施。
如果銀河系中心確實存在超大型黑洞,因為距太陽太遙遠(yuǎn),所以,地球是安全的。
銀河系有數(shù)千億顆恒星,圍繞中心旋轉(zhuǎn),并有兩個旋臂。是什么力量促使數(shù)億顆恒星繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)?天文學(xué)家想象:銀河系中心必然存在一個超大型黑洞。
為觀測銀河系中心黑洞,天文學(xué)家在智利莫納亞克山上建了一個直徑9米的紅外線望遠(yuǎn)鏡,科學(xué)家歷經(jīng)15年,拍攝數(shù)千張銀河系中心的照片,經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)在銀河系中心有個恒星團(tuán),幾十顆恒星圍繞中心高速旋轉(zhuǎn),速度高達(dá)每小時幾百萬公里。因此斷定銀河系中心確實存在一個巨大黑洞。
星系越大,星系中心的黑洞越大。仙女座星系黑洞比太陽大1.4億倍。M87黑洞是太陽的200億倍。
早期宇宙,第一批出現(xiàn)的恒星質(zhì)量都比太陽質(zhì)量大的多,都是超級恒星,當(dāng)這些超大恒星消亡時往往引發(fā)超新星爆炸,出現(xiàn)一系列大小不一的黑洞。這些黑洞互相碰撞形成更大的黑洞,當(dāng)塵埃、恒星、星團(tuán)、星系都被黑洞吸收時,黑洞軸心兩面將噴射高能粒子流,其寬度比太陽直徑大20倍。高能粒子流,天文學(xué)稱類星體,類星體是宇宙中的重要天體,有證據(jù)說明類星體是產(chǎn)生星系的溫床。
黑洞到底是什么?黑洞是神秘天體,在宇宙中黑洞確實存在(附…圖)。有科學(xué)家預(yù)測黑洞是時空捷徑,是通往另一個宇宙的大門,很可能黑洞是大爆炸的反面,正面大爆炸產(chǎn)生新宇宙,而黑洞是陳舊宇宙消亡的縮影。