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哈勃太空望远镜重大突破:首次发现一个“无形黑洞”

文章来源:IT之家 发布时间:2022-02-17 06:43   阅读量:5098   

,据国外媒体报道,由于存在发光物质,天文学家在 2019 年拍摄到有史以来第一张黑洞存在的直接图像,但是很多黑洞实际上几乎不可能被探测到。目前,一支研究团队利用哈勃太空望远镜获得一项新发现 —— 一个几乎无形的黑洞!

哈勃太空望远镜重大突破:首次发现一个“无形黑洞”

黑洞是大型恒星死亡和恒星核心坍缩后的产物,其密度异常高,引力很大,以至于包括光在内的任何物质都无法快速逃离黑洞天文学家热衷于研究黑洞,因为黑洞可以揭晓恒星是如何死亡的,通过测量黑洞的质量,我们可以了解恒星的最后时刻发生了什么,那时恒星核心正在坍塌,外层正在剥离

从定义上看,黑洞似乎是无形的,毕竟它们因其捕获光的能力而得名但由于它们的强大引力,我们仍然可以通过黑洞与其他物质的相互作用来探测它们,目前使用该方法已经探测到数百个小型黑洞

探测黑洞有两种不同的方法,对于X 射线双星,一颗恒星和一个黑洞环绕一个共享中心运行,期间产生 X 射线,黑洞引力场能从伴星中吸食物质,这些伴星逸出物质将环绕黑洞旋转,在旋转中由于不断摩擦而逐渐升温,当它们被吸入黑洞并消失之前,炽热的物质在 X 射线中发出明亮光芒,从而可观测到黑洞的存在,人们还能探测到双黑洞的存在,当两个黑洞处于合并状态时,将螺旋向内运动,并释放出短暂的引力波闪光,这就是时空涟漪。发射场位于法属圭亚那的航天发射场,运载火箭是阿丽亚娜Ariane5号。官方表示,当天是圣诞节前的平安夜,所以许多在发射场的工作人员都离开了。但是作为NASA局长的尼尔森,会留在现场,这一太空望远镜如果能够成功发射,将是圣诞节最好的礼物。

事实上,宇宙有许多在空间中漂移而不与任何物质发生作用的流浪黑洞,这使得它们很难被探测到,这是一个棘手的问题,因为如果我们不能探测到孤立的黑洞,那么我们就无法了解到黑洞是如何形成的。

为了发现这样无形的黑洞,一支科学家团队将现有的两种黑洞观测方法结合起来,经过多年研究探索,他们发现了寻找黑洞的一种新方法!

爱因斯坦的广义相对论认为,大质量物体会使经过它们的光线弯曲,这意味着任何经过无形黑洞的光线,都会像通过透镜的光线一样发生扭曲,该现象被称为引力透镜效应当前景物体与背景物体对齐时,就会出现引力透镜效应,使经过它们的光线发生扭曲,该方法已被用于研究从星系团,行星等一切宇宙事物

弄清楚它是一个黑洞还是一颗光线微弱的恒星,这需要花费天文学家大量的时间和精力,第二种引力透镜观测法就是基于该原理,研究人员观测分析哈勃太空望远镜连续 6 年对某恒星数次拍摄图像,测量某恒星在光线偏转时的运动距离,从而确定它是黑洞还是光线微弱的恒星。。

最终这些方法能够计算产生透镜效应的物体质量和距离,他们发现一个神秘天体的质量大约是太阳质量的 7 倍,距离地球大约 5000 光年,这听起来似乎很遥远,但实际上很近如果是该等级的恒星,我们应该能探测到,由于我们无法直接观测以它,从而断定它一定是一个孤立的黑洞

使用哈勃太空望远镜进行此次观测并不容易,研究人员很难利用望远镜持续观测某天体,因此通过该方法找到更多无形黑洞并不乐观幸运的是,我们正处于天文学革命的开端,这要归功于新一代天文勘测设备,包括:当前正在进行的盖亚天体测量项目,以及即将到来的维拉鲁宾天文台和南希格雷斯罗马太空望远镜,所有这些设备都将以前所未有的精度对宇宙空间进行重复,持续性测量

该勘测方法对于天文学领域具有积极意义,但对于如此多有规律,高精度空间测量,将使我们能够在非常短的时间尺度上研究大量变化的天体目标下步我们将研究各种各样的天体,例如:小行星,被称为超新星的爆炸恒星,以及独特方式环绕其他恒星的行星

目前我们发现了第一个无形黑洞,这意味着我们可能很快就会发现更多黑洞,将填补我们对恒星死亡和黑洞形成的理解空缺。

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