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在黑洞周围造恒星

时间:2022-02-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:在巨大的黑洞引力下幸存的分子云是恒星的诞生地,这些“勇气可嘉”的恒星环绕在可怖的黑洞周围。但是,这样的分子云在特大质量黑洞周围,应该会被黑洞强大的引力撕碎,如同落入打蛋器中的颜料被溅开一般,因而它们根本没有机会形成恒星。天体物理学家模拟了质量相当于1万颗太阳的氢气分子云突然接近黑洞的情形。
在黑洞周围造恒星_极简宇宙新知

撰文|明克尔(JR Minkel)

翻译|刘旸


黑洞周围的分子云会被黑洞的巨大引力统统撕碎?事实上答案并不绝对。在巨大的黑洞引力下幸存的分子云是恒星的诞生地,这些“勇气可嘉”的恒星环绕在可怖的黑洞周围。


在银河系中心的特大质量黑洞周围,环绕着100多颗恒星,科研人员可能已经弄清了它们形成的原因。在整体引力作用下的氢气分子云坍缩中,恒星渐渐形成。但是,这样的分子云在特大质量黑洞周围,应该会被黑洞强大的引力撕碎,如同落入打蛋器中的颜料被溅开一般,因而它们根本没有机会形成恒星。


黑洞

黑洞是爱因斯坦广义相对论所预言的一种超级致密天体。在黑洞的边界——事件视界以内,任何物质和辐射一旦进入便无法逃脱。在理论上,黑洞有可能是在质量足够大的恒星演化末期,即在恒星核聚变反应的燃料耗尽之后,在自身引力作用下迅速坍缩而产生的。


天体物理学家模拟了质量相当于1万颗太阳的氢气分子云突然接近黑洞的情形。尽管分子云的绝大部分会泼溅出去,但激波和其他扰动却可以把内层10%分子云的角动量消散掉。这些原料随即开始绕黑洞运行,从而给恒星的形成留出了时间。2008年8月22日的《科学》杂志公布了此项结果。

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点燃恒星:黑洞周围的氢分子云(紫色)中,一些区域会相互碰撞并变得致密(红色和黄色),恒星即可在那里形成。

恒星诞生记

恒星的摇篮是星际云或其中的一片星云,其中的星际物质是主要由氢、氦组成的尘埃或气体。当这些星际物质的密度增加到一定程度,在一定机制作用下,它们将开始互相吸引,慢慢聚集在一起,同时温度也逐渐升高。一旦开始收缩,星际物质的密度就开始增大,并在引力的作用下坍缩得越来越迅猛,形成一个旋转的盘状物,将更多的气体和尘埃吸引进来,并继续升温。几十万至一百万年后,盘状物密度达到一定程度,其中心会形成一个核心,即为原恒星。随着原恒星不断升温,压力逐渐变大,当达到氢核与氢核的碰撞能够引起核反应的温度时,氢开始聚变,形成氦并释放能量。在其后的几百万年甚至上千万年中,物质继续进入新生恒星。当进入的物质质量足以使原恒星温度能够稳定维持聚变时,恒星就进入到它的青壮年——主序阶段。恒星一生的大部分时间都将处于这一阶段。

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