
OJ287作为二元黑洞系统的艺术插图。1.5亿个太阳质量的次级黑洞围绕180亿个太阳质量的初级黑洞运动。一个气体盘围绕着后者。次级黑洞被迫在其12年的轨道上撞击吸积盘两次。撞击产生了蓝色闪光,于2022年2月被探测到。此外,撞击还导致次级黑洞提前几周发出明亮的辐射爆发,这些爆发也作为次级黑洞的直接信号被检测到。信用:AAS 2018
据图尔库大学:质量是太阳几十亿倍的超大质量黑洞存在于活跃星系的中心。天文学家观察到它们是明亮的星系核心,星系的超大质量黑洞从一个叫做吸积盘的猛烈漩涡中吞噬物质。一些物质被挤压成强大的喷射流。这一过程使得银河系核心在整个电磁频谱上发出明亮的光。
在最近的一项研究中,天文学家通过与物质吸积到两个黑洞相关的喷流发出的信号,发现了两个超大质量黑洞相互环绕的证据。这个星系,或者技术上称为类星体,被命名为OJ287,它作为一个二元黑洞系统得到了最彻底的研究和最好的理解。天空中,黑洞靠得如此之近,以至于它们合并成了一个点。通过检测它发出的两种不同类型的信号,这个点实际上由两个黑洞组成的事实变得很明显。这一结果已经发表在皇家天文学会的月刊上。
活跃星系OJ 287位于巨蟹座方向,距离约50亿光年,自1888年以来一直被天文学家观测到。早在40多年前,图尔库大学的天文学家艾沫·西兰帕和他的同事们就注意到,它的发射有一个显着的模式,有两个周期,一个约为12年,较长的约为55年。他们认为这两个周期是由两个黑洞围绕彼此的轨道运动造成的。较短的周期是轨道周期,较长的周期是轨道方向缓慢演变的结果。
当次级黑洞以比光速稍慢的速度有规律地穿过主黑洞的吸积盘时,就会出现一系列耀斑,从而揭示轨道运动。次级黑洞的这种投入加热了圆盘物质,热气以膨胀气泡的形式释放出来。这些热气泡需要几个月的时间来冷却,同时它们辐射并产生闪光——耀斑——持续大约两周,比一万亿颗恒星还要亮。
经过几十年的努力来估计次级黑洞穿过吸积盘的时间,芬兰图尔库大学的天文学家在Mauri Valtonen和他的合作者印度孟买塔塔基础研究所的Achamveedu Gopakumar等人的领导下,能够模拟轨道并准确预测这些耀斑何时发生。
1983年、1994年、1995年、2005年、2007年、2015年和2019年成功的观测活动使该团队能够观测到预测的耀斑,并证实了OJ 287中存在超大质量黑洞对。
“现在预测的耀斑总数为26个,几乎所有的都被观测到了。这对黑洞中较大的黑洞重量超过我们太阳质量的180亿倍,而伴星大约轻100倍,它们的轨道是长方形的,而不是圆形的,”Achamveedu Gopakumar教授说。
尽管做了这些努力,天文学家还是没能观察到来自较小黑洞的直接信号。在2021年之前,它的存在只能从耀斑和它使较大黑洞的喷流摆动的方式中间接推断出来。
“这两个黑洞在天空中离得如此之近,以至于人们无法单独看到它们,它们在我们的望远镜中合并成了一个点。只有当我们清楚地看到来自每个黑洞的独立信号时,我们才能说我们实际上已经‘看到’了它们,”主要作者Mauri Valtonen教授说。
首次直接观察到较小的黑洞
令人兴奋的是,2021/2022年对OJ 287的观测活动使用了大量各种类型的望远镜,使研究人员首次获得了次级黑洞穿过吸积盘的观测结果,以及较小黑洞本身发出的信号。
“2021/2022年期间在OJ287的研究中具有特殊的意义。早些时候,有人预测,在此期间,次级黑洞将穿过它更大质量的同伴的吸积盘。Mauri Valtonen教授说:“预计撞击后会产生非常蓝的闪光,在预计时间的几天内,捷克技术大学和捷克天文研究所的Martin Jelinek和他的同事确实观察到了这种现象。
然而,有两个大惊喜——以前没有探测到的新型耀斑。波兰克拉科夫雅盖隆大学的斯塔泽克·佐拉在一次详细的观测活动中首次看到了它们,这是有充分理由的。佐拉和他的团队观察到一个大耀斑,产生的光比整个星系多100倍,并且只持续了一天。
“根据估计,耀斑发生在较小的黑洞在其陷入过程中接受了大量新气体后不久。是吞咽的过程导致OJ287突然变亮。人们认为这个过程增强了从OJ 287的较小黑洞射出的喷流的能量。瓦尔托宁解释说:“像这样的事件在十年前就被预测到了,但直到现在还没有得到证实。”。
第二个意想不到的信号来自伽马射线,它是由美国宇航局的费米望远镜观测到的。OJ287六年来最大的伽马射线耀斑发生在较小的黑洞穿过主黑洞的气体盘时。较小黑洞的喷流与圆盘气体相互作用,这种相互作用导致伽马射线的产生。为了证实这一想法,研究人员证实了类似的伽马射线耀斑已经在2013年发生过,当时小黑洞上次穿过气体盘,从相同的观察方向看。
“那么一日爆呢,为什么我们之前没有看到?OJ287从1888年开始被记录在照片中,并从1970年开始被广泛关注。事实证明,我们只是运气不好。没有人在OJ287进行一夜特技表演的那几个晚上观察到它。如果没有佐拉小组的严密监视,我们这次也可能会错过,”瓦尔托宁说。
这些努力使得OJ 287成为超大质量黑洞对的最佳候选,这种黑洞对正在以纳米赫兹的频率发送引力波。此外,事件视界望远镜(EHT)和全球mm-VLBI阵列(GMVA)联盟正在对OJ 287进行例行监测,以探索在其中心存在超大质量黑洞对的更多证据,特别是试图获得二次喷流的无线电图像。
星暴星系:黑洞竟然是星爆星系产生的
在宇宙中有一个有着巨大恒星形成的爆发区,那就是星爆星系。一般的星系恒信的形成是非常缓慢的,但是在这个星系里,恒星的形成非常的剧烈快速,并且还会有超新星的爆发。这不是一个以外表出名的星系,而是以它内在的奇特而受人关注。甚至有科学家认为黑洞也是因为这个星系而产生。下面探秘志的小编就来为大家更深入的介绍星爆星系吧! 天文学家在宇宙观察中,发现在一颗正在孕育恒星的的星系中,有着一股异常的“超级风”外流气体,速度可以达到每秒数千公里。 天文学家将这个星爆星系叫做“NGC 4666”,距离地球0.8亿光年。而超级风就是从这个星系的内部刮出来的,并且因为超级风可以让气体变得非常的浓密,所以很难直接去观测。 星爆星系一年可造2900个太阳 星系早期在形成的时候,会出现大量的星际气体,尘埃等非常原始的物质,这些物质会给星系内部恒星的诞生提供需要。 星爆星系产生恒星的速度一直是很令人惊叹的,但是来自加州理工学院的天文学家小组发现大爆炸发生后大约8亿年时,出现有史以来最大规模的“爆星”现象,其存在于一个早期宇宙的庞大星系中,星系的质量甚至与我们现在的银河系相当,但恒星诞生的速率却是银河系的2000倍以上,远高于宇宙中任何一个星系。 科学家们通过观察这个超级星系的演化过程发现,这个星爆星系每年可以形成大约2900个太阳,被科学家们称为是史上最大的超级星爆星系之一。 黑洞来自星爆星系 超大型黑洞的形成是需要非常庞大的质量的,它由很多小黑洞聚集起来形成的,一些科学家就认为,超大型的黑洞是由星爆星系产生的。 很久以来,天文观测表明,在星系合并和相互作用的地方,经常出现圆盘状的恒星形成暴。最近人们认为,即使两个星系不合并,靠得很近的星系之间的相互作用也能使星系旋转不稳定,导致气体如漏斗般向核心聚集,点燃了围绕核心的星暴。 星暴星系以迅猛的速度产生新星,同时又以迅猛的势头引起超新星爆发。最终,产生了大量的太阳质量级别的黑洞。这些黑洞再集合周围气体,变成质量更大的黑洞。科学家推测,这些距离很近的黑洞有可能会相互合并,形成巨大的黑洞。 星暴星系有足够的物质来形成超大型黑洞。但是很可惜,根据目前的理论计算,这样的黑洞合并方式太缓慢了,即使经过100亿年,黑洞聚集的气体质量也只占其自身质量的百分之几。所以还无法确定黑洞产生跟星暴星系是否有关。 随机文章孔子「温温无所试」的典故与意思?人类杀死了地球原住民,外星来的人类灭杀地球居民蜥蜴人令人感到恐怖的鸟笼效应,心里被物品所控制的人类欲望雪崩的时候没有一片雪花是无辜的,伏尔泰揭露事物的两面性蛋黄水母:诱人的“荷包蛋”水母,触手有致命的毒素迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网,内容仅供娱乐,并不代表本站观点,如果本站内容侵犯了您的权益,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!
事件真相:黑洞的形成及对黑洞死亡的理解
关于黑洞的科学说法,其实在1916年才得到证实,但是关于黑洞的形成的理论最早由爱因斯坦提出来,如果将非常巨量的物质几种在空间上的一个点,而且这种物质的量不是我们概念上所能接受的,然后在这些物质的周围就会发生非常奇异的现象,会存在一个界面,并且即使是光进入了这个界面,也无法逃脱这些物质,关于黑洞的命名由美国的物理学家约翰阿奇巴德惠勒提出来的,但是最初的科学计算却是由德国的天文学家卡尔史瓦西,黑洞之所以能够抓住光,就是因为黑洞具有极大的引力。 虽然对于黑洞的概念已经得到了科学的认识,但是目前还无法直接对黑洞进行观测,主要是由于黑洞的引力场非常的大,但是体积却非常的小,导致了任何物质和辐射都无法进入到黑洞内,并且不管是任何的物质或者辐射,只要被黑洞抓住了,就无法逃脱,因此也没法对黑洞进行直接的观测,只能通过间接的方式来得到证实,一般是在物体吸入的时候放射出来的紫外线及X射线,通过对这方面的检测来研究黑洞,发展到现在,也没有科学的方法能够直接对黑洞进行观测及研究。 黑洞很容易让人望文生义认为,黑洞就是一个非常大的窟窿,其实不然,我们所说的黑洞,其实是一个宇宙天体,主要是由于其极大的引力造成没有物质能够逃离黑洞,因此才被称为黑洞, 根据科学的研究表明,黑洞形成在宇宙大爆炸八亿年后,黑洞的质量是太阳的几百万倍甚至几十亿倍,一般黑洞都出现在一个星系的中心位置,黑洞在诞生之初增长速度就非常的快,并且会不断的吸收物质来扩大自身的质量,而对于黑洞的形成最初说法不一,研究表明,有约百分之二十的超大质量黑洞是由于星体之间的碰撞形成的,由于碰撞使得星体产生融合,造成了引力场的改变,但是不管哪种形成方式,黑洞的形成都是经过了一个非常漫长的时间。 现在我们普通认为首先星体的质量巨大是超新星爆发的主要原因,因为这样的星体核反应迅速,内核的温度极高,强劲的引力收缩更提升了内部的温度,使得核反应不断升级,直到不再能产生核能的生成铁核的聚变反应为止,这也是对黑洞发展过程一个最好的解释。 由于核反应的因此,导致星体内核的温度能够达到几十亿度,由于这种热量的原因,星体中向外的压力发生枯竭,并且还会导致很多热量的流逝,但是星体的引力却没有变化,于是整个星体发生了内部坍塌,物质向星体的中心坠落,导致了超新星的爆发,也就造成了黑洞的形成,一般超星系黑容易由于时间的推移,最终演变成黑洞,但是有一个必要的条件,就是坍缩物质的质量比太阳的质量大三倍,这样的星体坍塌才会导致黑洞的产生。 最近有一个新的说法,这一说法中对黑洞最终的发展方向进行了说明,黑洞最终会成为白洞,黑洞和白洞是两种对立的天体,白洞的行为表现和黑洞的行为表现完全不同,黑洞是具有极大的引力作用,在不断的吸收物质,但是白洞却是一直在喷射出捕获的物质。 关于这个理论是建立在引力量子论基础上得出来的,这个理论的证实也有助于确定长期以来最有争议的话题,那就是关于黑洞是否会摧毁他们吸收的物质,并且研究还表明,黑洞在形成之初就开始走向白洞的发展,但是关于这个说法却在最近才得到证实,黑洞在形成之后,其强大的引力造成了无法进行直接观测,但是最近通过技术手段,已经能够发现,黑洞释放出来的高能X射线,这也从间接解释了白洞的理论存在。 并且通过这种研究,人类还首次获得了黑洞的旋转速度,根据科学的研究数据表明,黑洞的旋转速度接近光速,10.78亿公里/小时,但是这个数据也只是一个模糊的旋转速度,但是这个速度也极大的震撼了我们对黑洞的认识。 虽然说对黑洞的研究已经持续了很多年,也取得了很大的突破,但是关于黑洞的成因及黑洞的发展,存在着很多种科学理论,并且黑洞也对我们的科学研究具有一定的帮助,而对于如何在宇宙探索中利用黑洞的引力也是我们未来研究发展的一个方向。