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如何“寻找”黑洞

时间:2022-01-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:有些人造卫星携带探测X射线的设备,这种设备其中的一个任务就是寻找黑洞的X射线源。至今已发现了许多这种X射线源,其中在牛郎星和织女星之间,被称为天鹅座的一个射线源最有可能是黑洞。那就得进一步考察X射线源的质量了。通常正是这些逃逸出来的X射线,显示出此处有黑洞确实存在的迹象。
如何“寻找”黑洞_无法摆脱的境遇

10.如何“寻找”黑洞

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黑洞的周围

黑洞是宇宙中一种不会旋转、不带电、呈球对称的星体。寻觅黑洞已经成了天文学家梦寐以求的事情。既然黑洞黑得连光线都无法从它表面逃脱,又怎样去发现它呢?天文学家自有妙招,一个重要的方法就是X射线源辨认法。X射线是人们胸透时所用的射线,尽管人眼看不到,但用仪器可以探测出来。有些人造卫星携带探测X射线的设备,这种设备其中的一个任务就是寻找黑洞的X射线源。至今已发现了许多这种X射线源,其中在牛郎星织女星之间,被称为天鹅座的一个射线源最有可能是黑洞。

尽管落向黑洞的物质(包括光)会泥牛入海、一去不返,但落向黑洞的气体,在到达黑洞边缘消失之前,会绕着黑洞在轨道上旋转形成气盘。在气盘中,相邻各层之间的气体因剧烈的摩擦而生热,最终导致发射X射线。因此,X射线正是气体进入黑洞前的最后踪迹。可是,当气体落向中子星或白矮星时,同样也会发出X射线,那么如何区分这两者呢?那就得进一步考察X射线源的质量了。假如它的质量是太阳质量的3倍时,就有可能是黑洞。天鹅X-1正是这样一个黑洞的候选者。这颗X双星有一颗看不见的伴星,其质量为太阳质量的8~10倍。

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超大质量黑洞

黑洞尤其是星系黑洞有极大的引力,会使经过它近旁的来自远方的星光发生偏折,产生“引力透镜”效应,从而会使位于它后面的天体放大或变形,为此科学家也常用此方法来发现它。

现实中的宇宙黑洞,由于其巨大的引力作用,连光线都被紧密吸引束缚,因而无法被人们直接观测发现。为确定黑洞天体存在的证据,天文学家通过研究发现,黑洞周围的物质行为具有特定的行为 :在黑洞周围的宇宙空间中,气体物质具有超高的温度,并且被黑洞强大引力场吸引,剧烈运动后,这些物质在彻底消失之前,均会被提升到接近光速。而当气体物质被黑洞彻底吞噬后,整个过程都会释放出大量的X射线。通常正是这些逃逸出来的X射线,显示出此处有黑洞确实存在的迹象。这便是以往人们发现黑洞的最直接证据。

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