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盘点宇宙中十大“怪物”黑洞(高清组图)  

2012-11-07 23:52:18|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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据国外媒体报道,黑洞是宇宙中的庞然大物,可谓是“怪物天体”,具有强大的引力,即便是光都无法逃离黑洞。黑洞的类型有多种多样,一般情况下在星系中央就有一个或者多个黑洞,其质量从数百万个太阳质量到数百亿个太阳质量不等。科学家们列出了十大最为极端的黑洞,其中有最小的黑洞,也有最大的黑洞等。几乎所有的星系中央都隐藏着一颗质量达太阳数百万倍的黑洞。

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宇宙中迄今发现的最大质量的“超级黑洞”

其中一个位于NGC 3842星系中,其距离我们3.2亿光年之遥,该星系是狮子座星系群中的一个最为明亮的天体,通过凯克望远镜等的观测证实了NGC 3842星系中黑洞达到了97亿倍太阳质量。另一个黑洞位于NGC 4889星系中,其距离我们大约3.35亿光年,是后发星座中一个最为明亮的天体,其拥有的黑洞质量与前者相当,甚至更大。

超大质量的黑洞也拥有异常庞大的事件视界,这是黑洞的引力范围可视边界,科学家发现这个黑洞的事件视界是太阳之冥王星距离的五倍左右,其质量也银河系中央黑洞的2500倍,而银河系中央黑洞的事件视界只有太阳到水星轨道的距离。图中显示了NGC 3842中发现的超大质量黑洞的大小,小图中最亮的便是NGC 3842星系,黑洞则位于该星系的中央。

 

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旋转最快的黑洞

黑洞通常都会以非同寻常的速度旋转,并影响到周围宇宙空间的结构,一个被命名为GRS 1915+105的黑洞位于天鹰座方向,距离地球大约3.5万光年,以每秒950转以上的速度旋转。图中显示了黑洞在旋转与不旋转情况下周围时空的变化,对于没有旋转的黑洞,白色区域较大,而右边旋转黑洞的白色区域较小,从这点可以推测旋转黑洞的气体可以距离事件视界非常近的轨道运行,因此其半斤也更小一些。如果物质落入黑洞的吸积盘,不可能存在逃逸的可能,旋转将以每小时3.33亿英里的速度进行,大约为5.36亿公里每小时,几乎达到了光速的一半。

 

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典型的中等质量黑洞

科学家们认为黑洞的质量可划分为三个等级,即大质量黑洞、中型黑洞、以及小型黑洞,当然在几乎每一个星系核心都潜伏的一个质量达到百万计或者数十亿倍太阳质量的黑洞,质量较小的黑洞可达到数倍太阳质量。在银河系中央,科学家认为这里存在一个质量超过400万倍太阳质量的黑洞。美国宇航局雨燕X射线天文观测卫星发现在NGC 5408中存在挂怪异的X射线源,存在一个115.5天的周期循环,因此天文学家们怀疑一个中等质量级的黑洞正在剥离伴星物质。然而,中等质量黑洞多年似乎一直逃避天文学家的观测,但最近发现的中等质量黑洞距离我们2.9亿光年,编号为HLX-1,质量为2万倍太阳质量。

 

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在宇宙空间中漫游的“流浪黑洞”

当星系发生碰撞时,黑洞可能在碰撞中被踢出星系,在宇宙空间中开始漫游旅程。科学家发现的第一个流浪黑洞被命名为SDSSJ0927+2943,它的质量大约为太阳质量的6亿倍,并以每小时590万英里(约为950万公里每小时)的速度四处漂流,研究人员推测可能有数以百计的流浪黑洞漂移至银河系。图中显示的为艺术家构想的一个流浪黑洞从一个球状星团附近通过的景象。

 

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“最明亮”的黑洞

尽管黑洞的引力可以使得光线都无法逃脱,但是黑洞可以组成类星体的核心结构,而类星体却是宇宙中最强大、而且最有活力的天体。本张图显示了在2003年哈勃空间望远镜拍摄的类星体3C 273的图像,右边的图详细揭示了类星体的一些关键信息,从图像中可以看书中央较为明亮的光线被阻挡了一部分。由于星系中的黑洞可以吞噬周围气体和尘埃物质,因此在这个过程中可以喷射出巨大的能量,我们在图中可以看到的天体就是类星体3C 273,距离我们大约30亿光年。

 

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目前已知的宇宙中最为古老的黑洞

科学家们发现了可谓是最为古老的黑洞,其被命名为ULAS J1120+0641,其出生的年代仅仅在宇宙大爆炸之后的7.7亿年,而宇宙大爆炸被认为发生于137亿年前,因此这个黑洞堪称最古老的黑洞。图中是艺术家绘制的ULAS J1120+0641黑洞的景象,其质量是太阳质量的20亿倍。同时,这也是在早期宇宙中发现的最遥远以及最明亮的类星体。该图由欧洲南方天文台提供。最古老的黑洞引发了科学家们对其生世之谜的讨论,在宇宙大爆炸之后如此短的时间内,这颗黑洞是如何诞生的呢,目前还是未知数。

 

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神奇的“子弹射击”黑洞

科学家发现编号为H1743-322的黑洞似乎在方向喷射“子弹”,这些被黑洞喷射出来的高速物质是电离气体团块,在黑洞的吸积盘上被反向喷射出来,酷似黑洞在“打嗝”。研究人员认为黑洞喷射出的电离气体团块可对星系中的恒星以及行星产生影响,甚至也可能影响星系中的电磁场环境。这个黑洞距离我们大约28000光年,其质量为太阳质量的十倍,位于黑洞附近的伴星物质正不断地被撕扯下来,并形成电离气体团以接近光速四分之一的速度喷射出去。

 

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黑洞之间发生互相吞噬的恐怖事件:“黑洞吞噬者”

在NGC 3393星系中存在着两个异常活跃的黑洞,科学家认为其中存在两个较小黑洞合并的事件,这两个黑洞由于距离太近,而其中一个黑洞正在消耗并吞噬另一个黑洞所存在星系的核心物质。本项观测首次发现了两个黑洞的合并事件,研究人员通过是同美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜探测到的两个黑洞一个具有3000万倍太阳质量,另一个至少有1百万倍太阳质量,彼此距离仅490光年。

 

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宇宙中最小的黑洞

到目前为止,科学家们发现了质量最小的黑洞少于三倍太阳质量,可谓是个“小个头的宇宙怪物”,这颗黑洞被命名为IGR J17091-3624,接近理论上黑洞质量的最小值。虽然这个黑洞具有相对而言非常小的质量,但美国宇航局的钱德拉X射线空间望远镜却能探测到异常快的喷射流,在恒星级黑洞中算是最快的,速度相当于光速的3%,即每小时2000万英里,或者约为每小时3200万公里。通过进一步的观测,科学家们发现黑洞处于一个双星系统中,在黑洞吸积盘中的大部分物质都被喷射流扰动。

 

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平坦的黑洞

由于黑洞距离地球非常遥远,科学家很难收集到一些关键性的线索,这些信息可以帮助研究人员解决许多围绕黑洞的谜团。然而,研究人员闲杂试图揭开平坦黑洞的神秘属性。黑洞拥有强大的引力,即便是光都无法逃脱,如果物质坠入事件视界之内,那么将在黑洞的引力作用下跌落其中,而科学家们在实验室中通过光纤创造了人工的事件视界,研究所谓的霍金辐射是如何逃逸出黑洞的。

 

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