
黑洞(左)和磁场从中子星表面爆发(右)的插图。(图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心/S .维辛格、欧空局/盖亚/DPAC)
据美国太空网(罗伯特·李):天文学家在银河系中发现了一个神秘物体,它比最重的中子星质量更大,但比最小的黑洞轻。
这个神秘的天体可以帮助科学家更好地确定中子星和黑洞之间的分界线,中子星和黑洞都是在大质量恒星死亡时诞生的。
研究小组组长、曼彻斯特大学天体物理学教授本·斯塔珀斯在一份声明中说:“无论哪种可能性都令人兴奋。”“脉冲星-黑洞系统将是测试引力理论的重要目标,而重中子星将为极高密度下的核物理提供新的见解。”
该天体是由位于南非北海角的64个天线组成的猫鼬射电望远镜发现的。致密的恒星残骸正在围绕一颗快速旋转的中子星或“毫秒脉冲星”运行,这颗中子星位于银河系中一个被称为“球状星团”的致密恒星丛中,距离我们约4万光年。
虽然拥有两颗中子星的系统将是迷人的,但如果神秘物体是黑洞,这将使该系统成为令人难以置信的令人垂涎的射电脉冲星-黑洞双星系统。由于脉冲星的高度周期性爆发(可以用作计时机制)和黑洞的强烈引力影响,这样一个系统对于测试爱因斯坦1915年的引力理论(即广义相对论)的极限至关重要。
这颗被称为PSR J0514-4002E的脉冲星是通过它扫过地球时发出的微弱无线电波脉冲被发现的。
随着中子星像宇宙灯塔一样以每秒170次的速度旋转,高度规则的脉冲中的细微变化使研究人员能够确定PSR J0514-4002E有一个密度惊人的轨道物体,这意味着它只能是一颗大质量坍缩恒星的残余。
研究小组发现,这颗脉冲星和这个神秘物体相距500万英里(800万公里),约为地球和太阳之间距离的0.05倍,每七个地球日相互绕对方一周。
该轨道物体的质量比任何已知的中子星都大,但比任何已知的黑洞都小,正好落在黑洞质量间隙中。
黑洞和中子星:发现差异
中子星和黑洞都是在大质量恒星达到核聚变燃料的极限时诞生的,它们无法再支撑自己抵抗自身重力的向内压力。当这颗垂死恒星的外层在超新星爆发中被炸飞时,恒星的核心坍塌。
在质量尺度的低端,恒星核心的坍缩因现在组成它的中子海的量子特性而停止,它成为一颗中子星,一颗恒星残骸,其质量是太阳质量的1至2倍,相当于地球上一座城市的宽度,约12英里(20公里)。
然而,超过一定质量时,保持中子分离的量子压力就会被克服,核心就会完全坍塌并成为黑洞。如果中子星有一颗伴星可以窃取物质以增加自身质量,那么中子星也可以超过这个极限并坍缩成黑洞。
天文学家认为,如果一个恒星核心在失去外层和绝大多数质量后,其质量仍高于太阳质量的2.2倍,那么它就足以诞生一个黑洞。
问题是我们见过的最轻的黑洞的质量仍然是太阳的5倍左右。5个太阳质量和2.2个太阳质量之间的黑洞的缺失被称为“黑洞质量差距”,它对中子星的2.2个太阳质量极限提出了质疑。

假设其中的物体是一个黑洞的系统示意图(图片来源:uux.cn/danille Futselaar)
关闭黑洞质量间隙
Stappers和他的同事们在使用MeerKat研究位于南天鹅座的球状星团NGC 1851时发现了这个可能是解开这个谜团和缩小质量差距的关键物体。
这个古老星团中的恒星比银河系其他地方的恒星结合得更紧密。NGC 1851中的恒星非常拥挤,它们相互作用,扰乱彼此的轨道,甚至在极端情况下发生碰撞。
该团队认为两颗中子星之间的这种碰撞可能产生了他们探测到的围绕脉冲星PSR J0514-4002E运行的神秘物体。
该团队还无法确定PSR J0514-4002E的伴星是中子星、黑洞还是迄今未知的致密宇宙物体,但他们知道这个系统可能会成为一个独特的宇宙实验室,研究极端条件下的物质和物理行为。
“我们还没有完成这个系统,”杜塔总结道。“揭开伴星的真实性质将是我们了解中子星、黑洞以及黑洞质量间隙中可能潜藏的任何其他东西的转折点。”
该团队的研究于周四(1月18日)发表在《科学》杂志上。
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。